Все знают, что убить божью коровку - значит навлечь на себя беду. Мол, коровка-то божья, боженька накажет. Кто в детстве не ловил этого пятнистого жучка и не запускал его в небо со словами: "Божья коровка, лети на небо! Там твои детки кушают конфетки...". И наверняка многие ещё в детском возрасте задумывались, почему это насекомое имеет такое странное название.
Да, учёные, которые не любят такие народные названия, именуют божьих коровок в своих энтомологических трудах кокцинелли́дами (лат. Coccinellidae). Но между собой называют её так, как привыкли с детства.
Божьи коровки распространены почти везде, где живёт человек, поэтому во многих языках мы найдём своё особое название этого насекомого. Я решил покопаться по словарям и найти различные варианты этих названий, разбив их по "семантическим корзинам". Вот некоторые наиболее интересные результаты.
Божья коровка - это насекомое в каком-то смысле священное. Есть исследования, которые утверждают, что славяне связывали божью коровку с культом какого-либо бога, вероятно, отвечающего за землю и плодородие. Эта "божественная" связь и отразилась в ряде названий насекомого: белорусское кароўка-багоўка, болгарское божа кравичка (чаще калинка, также калинка-малинка и ка́ля-ма́ля), польское boża krówka (также biedronka), словацкое pánbožkova kravička (также lienka), литовское dievo karvytė. Аналогичная семантика у ирландского bóín Dé "божья корова".
В нидерландском божья коровка - это lieveheersbeestje, то есть дословно "нашего дорогого Господа (onze lieve Heer) зверушка (beestje)".
В английском языке божью коровку называют по-разному. В британском инглише - ladybird, в американском - ladybug, учёные иногда используют форму lady beetle; в Британии иногда можно услышать названия ladycow и lady fly. Вторая часть этих слов вариативна: "птица", "жук", "корова" и т. д. Первая же часть всех этих слов - lady - выглядит на первый взгляд довольно странно. Однако странного ничего тут нет, ибо это самое lady является отсылкой к Деве Марии (Virgin Mary). В старину англичане называли божью коровку Our Lady's bird, поскольку Деву Марию нередко изображали в красном одеянии. Так и закрепилось словцо в разных вариантах.
Дева Мария обнаруживается нами в каталанском marieta, испанском mariquita, немецком Marienkäfer, датском mariehøne, норвежском marihøne, исландском maríuhæna, maríubjalla, латышском mārīte, сербском бубамара (где буба "жук", Мара - от Марија). Так люди охристианили божью коровку.
Армянское զատիկ (zatik) - это не только божья коровка, но ещё и название Пасхи. Каким образом армяне связали эти два явления в своём сознании - трудно сказать. Однако подобное название есть и в греческом - πασχαλίτσα (от πασχαλιά "время Пасхи"). Скорее всего, именно греки повлияли на армян, но не возьмусь ничего утверждать наверняка.
Весьма интересные названия мы встречаем у финнов: leppäkerttu и leppäpirkko. Сегодня, наверное, даже не каждый финн сможет уверенно сказать, как эти слова следует этимологизировать, ведь leppä - это название ольхи. Однако в этих словах leppä означает "кровь" (такое значение этого слова известно далеко не всем). Что касается второй части этих слов, то тут всё ещё интереснее: это имена Kerttu и Pirkko, которые соответствуют более понятным нам формам Гертруда (немецкое Gertrud) и Бригитта (шведское Birgitta). Получается, leppäkerttu - это "кровавая Гертруда", а leppäpirkko - "кровавая Бригитта". "Кровавая", разумеется, из-за цвета насекомого. Мило, не так ли?
Чешское slunéčko или sluníčko - уменьшительная форма от slunce "солнце", то есть "солнышко". Иногда чехи называют божью коровку beruška, то есть "дорогуша". Вслед за чехами солнышком божью коровку называют украинцы - сонечко (наряду с божа корівка).
Нередко в названиях божьей коровки в отдельных языках мы распознаём женские имена: галисийское xoaniña - от Xoana "Шоана", португальское joaninha - от Joana "Жуана". Венгерское katicabogár состоит из имени Katica "Катица" и слова bogár "жук"; существует даже детская песенка, которая начинается со слов Katalinka, szállj el! "Каталинка, улетай!", что тоже является отсылкой к названию жука.
Выше уже упоминалось научное название букашки кокцинелли́да. Похожим образом божью коровку называют французы (coccinelle) и итальянцы (coccinella); эти слова происходят от латинского coccineus, coccinus "алый, алого цвета", coccum "алый цвет".
И ещё несколько интересных этимологий:
Японское 天道虫 (てんとうむし, tentōmushi) - это "небесный (или, быть может, солнечный) жук"; от 天道 (tentō) "небеса; солнце" и 虫 (mushi) "жук".
Корейское 무당벌레 (mudangbeolle) состоит из частей 무당 (mudang) "шаман" и 벌레 (beolle) "жук". То ли виной тому красное шаманское облачение, то ли особый статус букашки среди корейских шаманов.
Турецкое uğur böceği - это "жук удачи"; uğur - это "удача" и böcek - "жук".
Если вам известны названия божьей коровки в других языках, то смело делитесь ими в комментариях и предлагайте свои версии их происхождения.
Речь идёт о Tapinoma magnum, которые обычно обитают в западном Средиземноморье и Северной Африке, образуют крупные колонии, которые могут насчитывать сотни тысяч и даже миллионы особей. Впервые эти насекомые были официально зарегистрированы в Рейнланд–Пфальце в 2009 году.
Ключевая особенность этого вида — наличие множества королев в одной колонии, что в разы ускоряет размножение и позволяет муравьям быстро расселяться. В результате образуются бесконечные суперколонии, занимающие площадь до нескольких гектаров.
Колонии этих муравьев угрожают инфраструктуре Баден-Вюртемберга и других регионов Германии. В некоторых немецких городах электрощиты и распределительные узлы оказались заселены колониями, что привело к техническим сбоям и экономическим потерям, например, уже были перебои с электроэнергией и интернетом из-за муравьев в городе Кель.
Эти муравьи были также замечены во Франции и Швейцарии.
В прошлом году подобрал на улице птенца стрижа. Выходил. Стриж улетел, а немного насекомых, которыми кормил, осталось. На видео самец половозрелого (имаго) туркменского таракана. Видео снял спустя несколько дней после последней линьки таракана, после которой он сильно изменился и у него появились крылья.
Это гусеница фланелевой моли Megalopyge opercularis. Обитает она на юго-востоке США и в Мексике.
У личинки есть целый ряд разнообразных и живописных названий: гусеница-кот (кошка), гусеница-парик, огненная гусеница, гусеница-опоссум, маленькая собачка или щенок (так ее зовут мексиканцы, el perrito по-испански), черный мохнатый слизень, итальянский аспид, древесный аспид. И если большая часть названий отсылает к «мохнатости» гусеницы, то название «аспид» — к ее ядовитости.
Длиной гусеница-кот максимум 3 см, а шириной 1 см. На начальном этапе развития личинки часто курчавы, пухлы и объемны. Тело заметно сужается к хвосту. По мере взросления они приобретают вид растрепанно-свалявшийся, и в этой повышенной лохматости видимость хвоста исчезает.
Сам «мех» гусеницы не опасен. Состоит он из щетинок, похожих на волосы, а при большем приближении — на еловые веточки. А вот под «мехом» скрываются полые шипы, заполненные ядом. Из-за них гусеница фланелевой моли считается одной из самых ядовитых гусениц Северной Америки. При соприкосновении с кожей человека верхушка шипа в нее втыкается и обламывается, а яд попадает под кожу.
Место «укуса» краснеет, разогревается и очень болит. Одни пострадавшие сравнивают боль с болью от перелома, другие — с болью от ожога или удара молотком. У чувствительных людей могут возникнуть тошнота, боль в груди, затрудненное дыхание, тогда без медицинской помощи не обойтись.
Из ядовитой мохнатой гусеницы потом сформируется милая бабочка-плюшка. Взрослая особь тоже покрыта красивым «мехом». Может быть от тускло-оранжевого цвета до лимонно-желтого. С мохнатыми ногами и черными элегантными «сапожками».
Современные насекомые представлены 30 отрядами, среди которых абсолютными рекордсменами по числу видов стали жесткокрылые (жуки) — их около 400 000! Немного отстают чешуекрылые (бабочки и мотыльки) — 150 000 видов, а замыкают тройку лидеров перепончатокрылые (пчёлы, муравьи, осы) с 130 000 видами. При этом больше половины всех насекомых — настоящие тропические неженки: 60% видов встречаются только там, а вот в умеренных широтах — лишь 15%.
Что касается «профессий», то тут царит разнообразие: 35% видов — фитофаги (любители растений), 25% — хищники, 15% — паразиты, а ещё 25% — сапрофаги, которые перерабатывают мёртвую органику. В общем, насекомые освоили почти все возможные роли в природе — от опылителей до санитаров!
А одним из самых малочисленных отрядов являются древнечелюстные. Их насчитывается «всего» 500 видов!
Экологическая роль и значение в природе.
Насекомые играют роль первой скрипки планетарных масштабов вот уже сотни миллионов лет. Плотность их биомассы поражает: 10-15 кг на гектар в лесах, до 50 кг в степях, а в тропиках и вовсе за 100 килограмм на гектар! И вся эта огромная масса работает на благо биосферы планеты.
Насекомые — главные опылители, благодаря им размножаются 87,5% цветковых растений — от скромных ромашек до кофейных деревьев. Они же природные утилизаторы: 90% мёртвой органики в лесах исчезает именно благодаря их стараниям. Ну и конечно быстро плодящиеся насекомые являются базой для любых экосистем. 65% пищевых цепей начинаются с какого-нибудь жука или гусеницы.
Средний таёжный муравейник уничтожает около 500 насекомых-вредителей в день!
Взаимодействие с человеком.
И конечно, если насекомые оказывают столь большое влияние на экологию планеты, они просто не могут не влиять на человечество. Причём их влияние в равной степени и положительное, и отрицательное.
Положительное влияние насекомых:
Насекомые приносят человеку огромную пользу. Например, пчёлы ежегодно производят около 1,9 миллиона тонн мёда, а шелкопряды — 150 тысяч тонн шёлка, текстильной промышленности в современном виде просто не существовало бы без них. В науке они тоже незаменимы: дрозофилы помогли раскрыть законы генетики, а исследования насекомых приводят к открытию новых антибиотиков и ферментов.
Но главная польза от насекомых — это польза опосредованная. Благодаря опылению сельхозкультур они экономят фермером около 235 миллиардов долларов в год. А ещё насекомые работают как природные инсектициды: хищные и паразитические виды уничтожают до 90% вредителей, экономя человечеству 400 миллиардов на пестицидах. А уж доходы от урожая, в который вложились насекомые, и вовсе подсчитать невозможно.
Наиболее важными опылителями являются пчёлы. Важными, но далеко не единственными.
Отрицательное влияние насекомых:
Насекомые не только помогают, но и серьёзно вредят человеку, нанося колоссальный экономический и медицинский ущерб. Самый простой пример: большая часть тех самых вредителей, которых и уничтожают хищные насекомые, сами являются насекомыми. В сельском хозяйстве они уничтожают до 35% урожая, а в хранилищах портят 10-15% продовольствия, что в деньгах выливается в 470 миллиардов долларов потерь ежегодно. И это не считая 45 миллиардов, которые тратятся на пестициды и защиту растений! Добавьте сюда 8 миллиардов, которые люди вынуждены тратить на борьбу с тараканами, клопами и прочими домашними «соседями», — и станет ясно, что насекомые могут быть не только полезными, но и крайне опасными.
Ещё хуже их роль как переносчиков болезней: комары, мухи и клещи разносят более 250 опасных инфекций, включая малярию, от которой каждый год гибнет около 700 тысяч человек. Чтобы снизить уровень опасности от кровососущих насекомых, в южных регионах СССР, например, целенаправленно осушали болота и изводили кровососущих насекомых. Государство потратило миллионы рублей на противодействие болезням и широкую пропаганду санитарии.
Вот такие фото-серии распространяли в раннем СССР, чтобы объяснить широким массам, как именно работает малярия.
Заключение.
Насекомые — одна из ведущих (если не наиболее важная) групп животного мира: они не только составляют абсолютное большинство всех известных видов, но и играют ключевую роль в экосистемах, от опыления до переработки органики. Современная наука раскрывает их секреты: расшифрованы геномы тысячи видов, а их уникальные биохимические соединения вдохновляют на создание новых лекарств и материалов.
Уже сейчас насекомых используют как экологичную альтернативу пестицидам и даже как источник белка будущего! И это только начало: к 2050 году учёные планируют описать ещё около миллиона новых видов. Очевидно, что эти крошечные, но невероятно сложные существа ещё не раз удивят нас — и, возможно, помогут решить глобальные проблемы человечества.
Ох, не знаю автор где вы откопали мое архивное фото 2015 года да еще и без копирайта, но статья вышла фигня ) Это нимфы различных Цикадок, которые вполне себе полноценно превращаются в имаго, если им никто не помешает. Семейств и видов гораздо больше, чем вы указали. Если кому-то интересно, то систематики можно посмотреть и поискать похожих на https://www.inaturalist.org/taxa/56579-Issidae/browse_photos
Никакой тайны чем они питаются нет. Эти вредители типичные сосущие насекомые, питаются растительной пищей. На одном из моих фото в ракурсе снизу виден "хоботок", который обычно сложен вдоль тела, поэтому не сильно заметен. Нимфы, как правило проходят несколько линек. Их фирма и окрас могут немного отличатся после линьки. Не скажу за всех нимф показанных в посте, не специалист, но на моем фото (снятом, кстати, в Краснодаре) нимфа из семейства Issidae. Как выглядит ее имаго (взрослая особь) можно увидеть на последнем прикрепленном фото.
Насекомые всегда вокруг нас. Даже зимой они продолжают копошиться под снегом, внося свой вклад в работу экосистем. Только вот среднестатистический человек знает о них настолько мало, что на регулярной основе зачисляет в их ряды пауков, многоножек, мокриц и любых других наземных существ, у которых больше 4 ног. Поэтому мы и решили выпустить ультимативный гайд на насекомых! Мы разберём их целиком, от внешнего строения и образа жизни до важности для человека и планеты.
Ну а так как статья вышла прямо-таки гигантской, не стесняйтесь восполнить пробелы в своих знаниях.
Насекомые в ассортименте!
Общая характеристика насекомых.
Дать общую характеристику насекомым крайне непросто, ведь уже к 2013 году учёным было известно более 1,1 миллиона видов насекомых — 80% от общего числа всех известных животных. И каждый год это число увеличивается по крайней мере на 7 тысяч видов! Армия из 10 000 энтомологов каждый день трудится над изучением мириад малюсеньких шестиногих существ. И их работа ещё далека от завершения. По современным оценкам, на планете обитает не менее 2 миллионов видов насекомых. А самые смелые исследователи и вовсе утверждают, что их может быть до 8 миллионов видов.
Такое видовое разнообразие породило невероятное разнообразие образов жизни. Пока муравьи-фаэтончики бегают по раскалённому до 70°С песку, бескрылые антарктические комары пережидают заморозки −50°С. Бабочка под названием аполлон Ханнингтона удивляет альпинистов на высоте 6000 метров над уровнем моря, а ногохвостка плутомурус приветливо машет усиками спелеологам, обнаружившим её в пещере Крубера на глубине в 1980 метров.
Разнообразие форм и размеров насекомых и вовсе не поддаётся описанию. Внутри класса китайские палочники длиной до 36 сантиметров и бескрылые кузнечики весом 70 грамм соседствуют с мимаридами — микроскопическими паразитическими осами длиной всего 0,2 миллиметра и весом 0,000001 грамма!
Конечно, и физические способности насекомых представляют собой настоящую палитру эволюционных адаптаций. Изящные аэродинамичные стрекозы с их ажурными крыльями умеют разгоняться до 60 км/ч, зависать в одной точке, летать вверх ногами и разворачиваться в воздухе на 360°. Этот воздушный балет стал возможен благодаря птеростигме — хитрому эволюционному изобретению в виде утолщения на передней кромке крыла, эффективно гасящему опасные вибрации при высокоскоростном полёте.
На другом полюсе физических возможностей находится обыкновенная блоха. Лишённая крыльев, она компенсирует это феноменальной прыгучестью: её прыжки достигают 25 см — расстояния, в 200 раз превышающего длину собственного тела! Такой «суперпрыжок» обеспечивает резилин — природный аналог идеальной резины, чей коэффициент полезного действия (97%) превосходит большинство созданных человеком материалов.
Как ни странно, всё это разнообразие размеров, сред обитания и уникальных способностей построено на общей анатомической базе, все элементы которой можно найти в практически любом насекомом.
Внешнее строение.
Тело членистоногого состоит из множества отдельных сегментов, слившихся между собой в той или иной степени. У многоножек, например, сливаются только головные сегменты, тогда как сегменты в теле клеща сливаются настолько сильно, что между ними не найти границы. Насекомые же находятся примерно посередине между этими крайностями. Их тела, как правило, состоят более чем из 20 сегментов, разделённых на 3 раздела: голова, грудь и брюшко.
Поздравляю, теперь у вас есть схема пчелы!
Голова:
Передний отдел тела, вместилище самого большого нервного ганглия в теле насекомого, состоит из акрона (так называют первый сегмент в теле членистоногого) и ещё 6 сегментов. Эта хитиновая капсула, несмотря на кажущуюся хрупкость (толщина всего 10-50 мкм), представляет собой удивительно прочную конструкцию. Обычно её масса не превышает 15% от общего веса насекомого, но головы некоторых шестиногих, например жуков-оленей или муравьёв-листорезов могут быть куда более тяжёлыми. Причём значительную роль в увеличении массы головы у этих животных играют челюсти.
Грызущий ротовой аппарат в действии.
У нас, у позвоночных, челюсти — это бывшие костяные дуги для поддержки жабр, к которым прикрепили мышцы и зубы. А вот насекомые собрали свои ротовые аппараты из видоизменённых конечностей, располагавшихся на 4-6 сегментах головного отдела. Иными словами — челюсти насекомых состоят из 3 пар сильно изменённых ножек, а также выростов головы, играющих вспомогательную роль. Благодаря такому устройству ротового аппарата насекомые могут легко изменять его, подстраивая под свои нужды без особых усилий. И вариаций ротового аппарата у них просто масса. Но всех их можно обобщить до 4 основных форм.
1) В грызущем ротовом аппарате одна пара конечностей — мандибулы — превращается в мощные жвала, которыми очень легко кусать врагов и перемалывать твёрдую пищу. Этот ротовой аппарат считается базовым для насекомых и встречается, кажется, во всех группах. Осы, жуки, стрекозы, тараканы, личинки бабочек и многие другие насекомые вооружены именно грызущим ротовым аппаратом. Сила укуса грызущих челюстей сильно зависит от нужд конкретного животного. Какая-нибудь мелочь вас даже не поцарапает, а вот австралийский кузнечик Chauliogryllacris acaropenates грызёт древесину, ведь сила его укуса превышает 10 ньютонов.
Плохие новости: челюсти тараканов достаточно сильны, чтобы прокусить вашу кожу. На наше счастье, они предпочитают убегать, а не кусаться.
2) Лижущий ротовой аппарат, наоборот, распространён только среди мух. В отличие от предыдущего варианта, он позволяет своему хозяину питаться как жидкой, так и твёрдой пищей. Но с нюансом: пищу сначала нужно размягчить при помощи слюны. Часть органов ротового аппарата у мух редуцирована, а остальные превращены в толстый и широкий хоботок.
3) А вот монополию на сосущий ротовой аппарат получили чешуекрылые — бабочки, моли, бражники и прочие. Их челюсти представляют собой длинные хоботки, образованные из сросшихся нижних челюстей. Изящные и тонкие, они отлично приспособлены под добычу нектара из практически любых растений.
4) Ну а самые неприятные челюсти — это, конечно, колюще-сосущие ротовые аппараты клопов, комаров, вшей и их собратьев по ремеслу. В таком аппарате ротовые конечности превращены в сложную иглу с просветом внутри, которую окружает хоботок. Игла прокалывает кожу, а хоботок обеспечивает разницу в давлении, с помощью которой и можно высасывать кровь. Неприятно для нас, но очень удобно для кровососущих насекомых.
Слева – лижущий ротовой аппарат мухи, справа и по центру – колющие ротовые аппараты комара и мухи-жигалки.
Естественно, помимо челюстей, на голове насекомого находятся и другие важные органы. Антенны, как и элементы ротового аппарата, представляют собой глубоко модифицированные конечности. Только вот задача у них совсем другая: это сенсорные органы широкого профиля. Они способны ощущать звуки, вибрации, запахи и вкусы, а также использоваться как органы осязания. Усики бывают нитевидными, щетинковидными, четковидными, пиловидными, булавовидными, перистыми, коленчатыми и щетинконосными. Форма и строение усиков являются важными диагностическими признаками для определения вида насекомых.
Антенны жука-веероуса крутые даже по меркам других насекомых.
Таким образом, антенны могут заменить практически все органы чувств насекомого, кроме расположенных неподалёку от них глаз. Фасеточные глаза насекомых устроены совсем не так, как наши глазные яблоки. Каждый глаз состоит из сотен, а то и тысяч омматидиев — маленьких колбочек с 2-3 линзами внутри. Каждый омматидий воспринимает свою часть изображения, а центральный ганглий насекомого — аналог головного мозга позвоночных — сводит эти картинки в единое целое.
И если для «мозга» чешуйницы это совсем лёгкая задача, ведь их глаза состоят всего из пары десятков омматидиев, то нервный ганглий стрекозы занимается почти исключительно обработкой зрительной информации. Ведь каждый её глаз может состоять из 28 000 омматидиев!
Грудь:
Грудь насекомых состоит из трёх сегментов, которые называют переднегрудью, среднегрудью и заднегрудью. Хитиновая броня груди наиболее толстая, а под ней прячется практически вся мускулатура насекомого, она составляет до 65% от массы груди. Что неудивительно. Каждый сегмент груди несёт по паре ходильных конечностей, а средне- и заднегрудь вооружены ещё и крыльями. Конечно, насекомым нужно сконцентрировать в груди основную долю мышц!
Если приглядеться, то можно различить, что грудной отдел муравья состоит из 3 сегментов.
Собственно говоря, главная задача груди — это перемещение насекомого в пространстве. И справляется она с этим на отлично. Например, мышцы жуков-скакунов из семейства жужелиц могут сокращаться с силой до 15 Н/мм², что позволяет им бегать со скоростью более 2 метров в секунду. Будь скакуны размером с человека, они бы скакали со скоростью в 200-300 километров в час!
Ну а крылья — это вообще отдельная тема. Площадь крыльев сильно зависит от размеров и специализации насекомого и находится в границах от 0.1 до 400 см², поэтому существенно различается и механизм полёта. Вездесущие комары делают до 1000 взмахов в секунду, что позволяет им буквально зависать в воздухе. А бабочки делают всего 5-10 взмахов за тот же период, что не мешает некоторым из них мигрировать на тысячи километров в течение жизни.
Обычно крылья насекомых выглядят как ажурные пластинки. Но встречаются и более экзотические варианты.
Брюшко:
Если голова насекомого — это центр приёма и обработки информации, грудь — двигательный центр, то брюшко — это центр поддержания жизнедеятельности. Именно в пухленьком брюшке, состоящем из тельсона (последний сегмент тела) и восьми-одиннадцати сегментов расположены практически все органы насекомого. Хитиновый покров брюшка обычно тонкий и растяжимый, что позволяет ему здорово увеличиваться в объёме. У некоторых насекомых брюшко способно увеличиваться более чем в 3 раза!
Размер брюшка зависит от потребностей насекомого. Иногда оно просто огромно!
Как правило, брюшко лишено конечностей, но некоторые примитивные насекомые сохранили рудиментарные конечности, доставшиеся им в наследство от ракообразных предков. Эти же насекомые зачастую имеют и церки — длинные хвостовые нити. Эти органы чувствительны к низкочастотным звукам и мельчайшим порывам воздуха. Они могут ощутить даже движение воздуха со скоростью всего 0,03 мм/с! У большинства высших насекомых церки, однако, отсутствуют. Их функцию выполняют другие, более специализированные органы.
Да, большинство развитых насекомых совсем отказались от брюшных конечностей, но некоторые из них трансформировали лапки 8-9 сегментов брюшка в яйцеклад длиной до 15 сантиметров — удобное устройство для откладывания яиц в землю, узкие трещины и ткани растений. У перепончатокрылых яйцеклады в процессе эволюции и вовсе превратились в острые жала с ядовитыми железами у основания.
И если наличие конечностей и церок необязательно, то дыхальца есть на брюшке всех насекомых без исключения. Через них насекомые, а также некоторые другие членистоногие, поглощают кислород и выделяют углекислый газ. Далёкий общий предок всех насекомых имел 8 пар дыхалец, но в процессе эволюции многие из его потомков отказались от части органов дыхания.
Дыхальца насекомых немного напоминают устьица деревьев.
Некоторые из насекомых развили свои, специализированные брюшные органы, например — железы внешней секреции. Так, червецы и сеноеды имеют множество мелких шелкоотделительных желёз с общей продуктивностью до полуграмма паутины в минуту. Благодаря им насекомые запаковывают в коконы свои яйца или сооружают подземные галереи, в которых и обитают.
Другие насекомые перенесли в брюшко свою слуховую систему — там у них располагаются тимпанальные органы — особые органы, состоящие из трахеи и примыкающей к ней тонкой перепонки. С их помощью насекомые могут слышать звуки с частотой до 100 килогерц. Хотя предел слышимости большинства — около 40 килогерц. Впрочем, абсолютное большинство людей не слышит звуки с частотой 20 килогерц, здесь насекомые нас обходят.
Внутреннее строение.
Теперь, когда мы разобрались с тем, как насекомые выглядят, пришла пора посмотреть на их организмы изнутри. В этом разделе мы разберём по молекулам каждую систему органов насекомых!
Пищеварительная система:
Как и у нас, пищеварительная система насекомых состоит из трёх отделов — переднего, среднего и заднего. В передний отдел входит мускулистая глотка, предназначенная для заглатывания пищи, зоб для её хранения и мышечный желудок, частенько снабжённый хитиновыми пластинками и зубчиками, которые перемалывают пищу. Да и вообще, весь передний отдел кишечника покрыт хитиновой кутикулой с протоками желёз, обеспечивающих первичное переваривание пищи. pH этого отдела обычно болтается в районе 6-6,5 пунктов, она практически нейтральна.
Вот так выглядит усреднённая пищеварительная система насекомого.
В среднем отделе происходит основная работа по перевариванию пищи. Он выстлан железистым эпителием, который постоянно выделяет десятки ферментов, разнообразие и состав которых прямо зависят от пищевых предпочтений конкретного вида членистоногих. Тут тебе и карбогидразы, липазы, протеиназы, сахаразы с нуклеазами. Некоторые насекомые вырабатывают уникальные ферменты, необходимые при их узкой пищевой специализации. Кислотность среднего кишечника так же зависит от выбора пищи. Для растительноядных насекомых характерна щелочная среда, а для всеядных и плотоядных — более кислая.
В заднем кишечнике происходит всасывание воды из остатков непереваренной пищи. Кроме того, сюда открываются протоки мальпигиевых сосудов, главных выделительных органов насекомых. Они выводят в кишечник излишки соли и продукты жизнедеятельности, которые затем безопасно выводятся из организма.
Скорость переваривания пищи у насекомых зависит от особенностей их жизни. Питающаяся растительным соком тля переваривает его практически мгновенно, тогда как насосавшийся кровушки клоп будет переваривать её несколько недель. Но большинство насекомых укладываются в промежуток от 2 до 6 часов и усваивают за это время 85-95% питательных веществ.
Дыхательная система:
Как уже было сказано выше, снабжение организма насекомых кислородом обеспечивается почти исключительно трахеями. Это разветвлённые сегментарные впячивания, которые разделяются на всё более мелкие веточки внутри всех полостей тела. Они заканчиваются трахеолами — тончайшими трубочками с просветом всего в 0,1-0,2 микрометра, и именно через трахеолы происходит газообмен. На противоположном конце трахеи открываются дыхальцами на брюшке, а их суммарная длина может достигать 20 сантиметров даже у небольшого насекомого!
Простая схема, чтобы вы не запутались.
У активных летунов, вроде мух и стрекоз, трахеи образуют расширения — специальные воздушные мешки, которые участвуют в газообмене мускулатуры крыльев и уменьшают плотность тела, делая его более лёгким и воздушным. Объём мешков может достигать 50% от объёма тела.
У трахей есть лишь одна проблема — под водой дышать не дают. Впрочем, водные насекомые смогли решить и её. Они изобрели пластрон. Так учёные называют слой воздуха, удерживаемый гидрофобными волосками вокруг тела. Он получает кислород из водной среды, после чего газ поглощается насекомым через трахеи. С помощью пластрона некоторые насекомые могут не подниматься на поверхность до 2 недель!
Насекомые накачивают воздух в трахеи при помощи мускулатуры брюшка. И работать ей они могут очень активно: во время интенсивных физнагрузок частота дыхательных движений вырастает до 250 в минуту, а потребление кислорода — до 3 миллилитров на грамм в час.
Кровеносная система:
Термин «кровеносная система» применим к насекомым лишь условно — вместо крови там циркулирует гемолимфа, которая транспортирует питательные вещества и удаляет отходы, обеспечивая движение 85% метаболитов. Однако её роль в кислородном обмене незначительна — трахеи отлично справляются с этой задачей самостоятельно. Поэтому эритроцитов (или их аналогов) у насекомых нет, а кислород-транспортирующий гемоцианин встречается лишь в незначительных количествах. Зато гемоцитов — иммунных клеток — насчитывается до 8 типов.
Фагоциты разных типов уничтожают чужеродные организмы в гемолимфе, секреторные клетки отвечают за выделение белков, а кристаллические клетки и ламеллоциты умеют запаковывать подозрительные вещества и клетки в непроницаемую оболочку.
Так как насекомые имеют незамкнутую кровеносную систему, их гемолимфа не бежит по сосудам, а буквально омывает ткани и органы и является, по сути, главной внутренней средой организма. Её масса может достигать 40% от массы тела!
У насекомого всего один сосуд – аорта.
Движение гемолимфы обеспечивается сердцем, которое совсем не похоже на наше сердце. Оно представляет собой длинную многокамерную трубку в брюшке, которая всасывает гемолимфу через специальные утьица-остии и перемещает вперёд, в переднем направлении. Сердце пульсирует со скоростью от 30 до 200 ударов в минуту и обеспечивает постоянный ток гемолимфы со скоростью 2-3 миллиметра в секунду.
Нервная система:
Как и у позвоночных, нервную систему насекомых можно разделить на центральную и периферическую. Но на этом сходство заканчивается. Вместо спинного мозга у них — брюшная нервная цепочка, а головной мозг представляет собой 3 пары сросшихся ганглиев. Первая пара превратилась в протоцеребрум — высший нервный центр, отвечающий за зрение и поведение. Вторая пара сформировала дейтоцеребрум, получающий информацию от антенн. А третий отдел, тритоцеребрум вместе с подглоточным нервным узлом отвечают за управление ротовым аппаратом. Всего в центральном «мозге» находится 800 000-1 000 000 нейронов, а его масса — всего 0,01-0,02 мг.
Нервные системы червя, многоножки, осы и мухи. Здесь можно увидеть, что чем более развито беспозвоночное, тем меньше у него нервных узлов. Они группируются, чтобы увеличивать качество и скорость своей работы. И да, в 19 веке учёные уже знали об этом.
В грудном отделе брюшная нервная цепочка разделяется на 3 пары ганглиев — по одной на сегмент. Каждая из них контролирует соответствующую сегменту мускулатуру тела и конечностей, включая крылья. А в брюшном отделе есть сразу 8 пар ганглиев, которые у ряда видов срастаются в единое нервное скопление. Его задача — управление внутренними органами. И справляется оно очень неплохо, во многом благодаря мизерному времени реакции — не более 0,03 секунды на принятие сигнала и ответ на него!
Органы чувств:
Зрение: за зрение у насекомых отвечают сложные фасеточные глаза, о которых мы писали в разделе про внешнее строение и, в некоторых случаях, дополнительные простые глаза — просто крупные отдельные омматидии. Большинство насекомых довольно близоруки, а ещё у них проблемы с цветным зрением. Зато они способны различать до 250 изображений в секунду!
Обоняние: у насекомых обоняние осуществляется антеннами — на их кончиках расположены многочисленные рецепторы запахов и феромонов. Последние они способны почувствовать даже в концентрации 10⁻¹⁷ моль/литр! Некоторые насекомые, кстати, могут ощущать запахи всем телом, у них есть специальные волоски, называющиеся обонятельными сенсиллами.
Осязание: за него отвечают сенсиллы — тонкие хитиновые волоски, благодаря которым насекомое чувствует даже движение в 0.0001 мм. Количество и плотность этих волосков очень разнится. Небольшие и «лысые» насекомые имеют менее 500 сенсилл, а самые крупные — более 2000!
Под микроскопом сенсиллы выглядят вот так.
Выделительная система:
Основа выделительной системы насекомых (и других членистоногих), это мальпигиевы сосуды. От 2 до 200 тонких трубочек работают как мини-фильтры, прогоняющие жидкость со скоростью 0,001–0,01 мкл/мин. Они не только удаляют лишний азот (0,5–2 мг на грамм веса в сутки), но и поддерживают водно-солевой баланс с удивительной точностью. В нормальных условиях концентрация солей колеблется не более, чем на 1%!
Азотистые соединения выводятся, в основном, в виде мочевой кислоты, на неё приходится 60-80% от продуктов выделения организма. Ещё 5-10% приходится на аммиак. Ну а остаток — излишек аминокислот, переработать которые организм не в состоянии. Такая система позволяет насекомым экономить много влаги, что особенно важно в засушливом климате.
Бахрома вокруг кишечника – и есть те самые сосуды.
Половая система:
Насекомые строго раздельнополы. Самки получили в своё владение от 2 до 500 овариол. Каждая из них является фабрикой по производству яиц. В них яйцеклетки растут, развиваются и покрываются оболочкой после оплодотворения. Самцы же могут похвастаться семенниками, которые у некоторых видов выбрасывают до 10 000 сперматозоидов в минуту.
Диапазон по плодовитости у насекомых огромен. Пока одни виды скромно откладывают 1–2 яйца за жизнь, другие могут отложить и полмиллиона! Рекордсмены умудряются откладывать до 100 яиц в минуту — почти как пулемётная очередь. Половой диморфизм тоже впечатляет: самцы и самки могут отличаться по размеру в 3 раза, а у 85% видов есть вторичные половые признаки — будь то роскошные рога жуков-оленей или яркие крылья бабочек.
В общем, мы немного упростили объесниение строения...
Размножение и развитие.
Хоть насекомые и являются детьми совсем другой эволюционной ветви, они, как и позвоночные, полностью отказались от бесполого размножения, оставив лишь половое. Оплодотворение у них внутреннее, наружное сохранилось лишь у нескольких групп первичнобескрылых — самых примитивных представителей насекомых.
В процессе превращения из личинки во взрослое существо насекомое зачастую радикально меняет внешний вид, поведение и даже экологическую нишу. Сарделькообразная гусеница превращается в элегантную бабочку, стрекоза из засадного подводного хищника вырастает в элегантного воздушного перехватчика мух и комаров. Такое развитие называют развитием с полным превращением. А вот бескрылая личинка цикады просто отращивает себе крылья в течении нескольких линек, практически не меняясь внешне. Так выглядит развитие с неполным превращением.
Разобрались с базой? Теперь давайте обсудим подробнее.
Неполное превращение:
Развитие с неполным превращением включает три обязательные стадии: яйцо, личинка (нимфа) и взрослая особь (имаго). Основной рост происходит именно на личиночной стадии — насекомое претерпевает от 4 до 12 линек, причём после каждой линьки размеры увеличиваются на 20-50%, а масса — в поразительные 10-1000 раз! Процесс развития во взрослое насекомое может занять от 20 дней до года и более. Скорость развития зависит не только от особенностей конкретного вида и обилия пищи, но и от температуры. При её повышении на 10°C метаболизм ускоряется в 2-3 раза, поэтому в жару насекомые растут быстрее, а в холоде «замирают», вплоть до откладывания взросления на годик-другой.
Ещё один важный регулятор скорости развития — длина светового дня. Его сокращение осенью запускает диапаузу, своеобразную спячку, позволяющую пережить зиму. Так что, если хотите замедлить развитие вредителей — держите овощи в темноте и прохладе!
Полное превращение:
Развитие с полным превращением является усложнением неполного метаморфоза. Оно тоже начинается с яйца, которое может развиваться от пары дней до целого года в зависимости от видовых особенностей и природных условий. Вылупившаяся личинка усиленно питается, несколько раз линяет и увеличивается в размерах, проходя 4-7 возрастов.
А вот затем начинается стадия куколки — самая загадочная стадия в развитии насекомого. Организм перестраивается почти полностью, заново пересобирая целые системы органов, и 70-80% белков. В результате на свет появляется совершенно иное существо — взрослое насекомое (имаго), готовое к размножению. Примечательно, что взрослая особь примерно на 60% легче, чем была в личиночной стадии.
Весь этот процесс контролируется сложной гормональной системой. Экдизон в ничтожных концентрациях (10⁻⁶-10⁻⁸ моль/л) запускает линьку и метаморфоз, а ювенильный гормон с концентрацией в 10⁻⁹-10⁻¹¹ моль/л определяет, когда личинка превратится в куколку. Именно благодаря такому механизму неуклюжая гусеница становится изящной бабочкой, а червеобразная личинка мухи — летающим насекомым.
Для тараканов характерно неполное превращение, а для бабочек – полное.
