Знакомая незнакомка
Кто не знает божьих коровок? Эти яркие насекомые известны каждому. В древности с божьими коровками было связано такое поверье: если божью коровку положить на больной зуб, боль пройдет. Но всем известное насекомое до сих пор не изучено в достаточной степени. А изучать стоит, ведь в его жизни так много интересных фактов.
Например, чтобы не замерзнуть зимой, насекомое еще осенью высыхает, то есть теряет воду, вырабатывает своеобразный антифриз (глицерин с сахаром). На зимовку божьи коровки собираются группами. В тесноте интенсивность обмена веществ падает, и таким образом насекомые экономят силы.
Этот интересный способ зимовки даже нашел свою сферу использования. В США после Второй мировой войны процветало предприятие, занимавшееся заготовкой божьих коровок. Люди собирали зимовавших насекомых, складывали в мешки емкостью 9 килограммов (в них помещалось около 80 000 особей) и хранили при 4–6 градусах тепла. Летом насекомых продавали фермерам. Ведь божьи коровки – хищники, они помогают бороться с сельскохозяйственными вредителями.
А вот еще одна из многочисленных загадок из жизни этих ярких насекомых. Летом божьи коровки собираются в огромные стаи (более 600 тысяч насекомых) и сидят рядышком, ничем на первый взгляд не занимаясь. Словно слетелись на отдых! И самое любопытное, что в подобных "посиделках" принимают участие насекомые нескольких видов.
Шмели-ученики
Биологи из университета Аризоны сделали важное открытие. Они выяснили, что шмели способны учиться друг у друга. Насекомые наблюдают, какие цветы наиболее часто посещают их собратья, и летят к ним. Открытие способности насекомых к обучению сложно переоценить. Конечно, исследования в этом направлении еще только начались и говорить о каких-то перспективах рано. Ученые пока не знают, ни откуда появились у насекомых эти способности, ни каким еще образом они могут проявляться.
Пчелы и шмели – существа социальные. В гнезде или улье они общаются между собой. Раньше исследователи не задавались вопросами о том, происходит ли подобное общение между насекомыми из разных колоний? Обращают ли пчелы внимание на то, что делают другие? Именно это стало предметом новых исследований. Первоначально ученые наблюдали поведение шмелей в поле, в естественных условиях. А затем родилась идея провести эксперимент.
В исследованиях было задействовано несколько искусственных цветков зеленого и оранжевого цвета, со сладкой водой и без нее (в различных комбинациях). Исследователи использовали также прозрачное стекло, которое давало пчелам возможность видеть себе подобных, наблюдать за их поведением, но не позволяло сразу лететь вслед за ними. Чтобы исключить влияние запаха, исследователи провели опыты с искусственными подсадными шмелями. Результаты опытов оказались поразительными.
Давно известно, что пчелы выполняют своеобразный танец, чтобы показать другим пчелам в улье расположение нужных цветов. Шмели так не поступают. Поэтому ученые предположили, что именно для шмелей наблюдение за другими насекомыми может быть особенно важным. Шмели, которые видели себе подобных на зеленых искусственных цветах, чаще всего летели именно туда, игнорируя значительно более привлекательные оранжевые. Конечно, исследования еще только начались, но значение их неоспоримо.
Загадка водяного клопа
Кровеносная система насекомых, в отличие от многих других животных, не играет решающей роли в газообмене. Доставка кислорода к органам насекомого осуществляется с помощью ветвящихся трахей, которые соединяются с внешней средой дыхальцами. Подобная система "пассивного газоснабжения" подходит только для мелких существ. Возможно, именно этим объясняются небольшие размеры насекомых.
Также у большинства насекомых нет специализированных белков (например, гемоглобина), которые отвечают за перенос кислорода. Исключением являются некоторые виды насекомых, в местах обитания которых воздуха недостаточно. Но и у них гемоглобин присутствует лишь на отдельных стадиях развития. Например, личинка комара-звонца, так называемый мотыль, обладает ярко-красной окраской, обусловленной гемоглобином. У этих личинок гемоглобин служит для запаса кислорода впрок.
Единственные насекомые, у которых гемоглобин присутствует на всех стадиях жизненного цикла, – это водяные клопы гладыши. Водяной клоп гладыш - насекомое довольно-таки агрессивное. Иногда его даже называют водяной пчелой. Ныряя, насекомое использует для дыхания кислород из воздушного пузыря. Пузырь при этом уменьшается, что снижает плавучесть. Эти насекомые встречаются в пресноводных водоемах по всему миру. Они плавают с помощью длинных задних ног, покрытых волосками, брюшком вверх. Периодически гладыш подплывает к поверхности и выставляет из воды задний конец брюшка, чтобы набрать в трахеи свежего воздуха. Когда клоп ныряет, он окружен пузырьком воздуха. Исследователи выяснили, что, находясь под водой, гладыш способен регулировать объем воздушного пузыря. Идеальным для хищника-гладыша является состояние нулевой плавучести. В таком состоянии клопу не требуется противостоять силе, стремящейся вытолкнуть его из воды. Гладыш способен поддерживать подобное состояние с помощью гемоглобина. При достижении нулевой плавучести давление кислорода в пузыре падает настолько, что гемоглобин, содержащийся в тканях клопа, начинает отдавать запасенный кислород. Кислород поступает в пузырь – тем самым поддерживается его постоянный объем. Гемоглобин гладыша удерживает связанный кислород очень крепко и начинает отдавать его лишь тогда, когда концентрация кислорода в окружающей среде становится примерно в 5 раз меньше, чем в атмосфере.
Не менее интересное насекомое – водяной скорпион . Этот клоп похож на старый, сгнивший лист. Большую часть своей жизни он проводит на дне. Если рядом с водяным скорпионом появится мелкое насекомое или малек, клоп захватывает добычу длинными сильными ногами. На поверхность водяной скорпион практически не поднимается – он выставляет из воды длинную дыхательную трубку, похожую на жало скорпиона, за которую и получил свое название. Плавать это насекомое не умеет.
Ходящие по воде
Хождение по воде – самое настоящее чудо, на которое способны немногие существа. И среди них – некоторые насекомые. Например, всем известная водомерка может скользить по поверхности рек и прудов. Пизаурид , паук-рыболов, является еще более искусным водоходом. Паук использует целых три способа хождения по воде, при этом спокойно меняет их во время движения. Пизауриды затаиваются на берегах водоемов, а увидев попавшее в воду насекомое, бегут к своей жертве по поверхности воды. Эти пауки могут даже погружать лапки в воду и ловить головастиков и мелких рыбок, сами же при этом не проваливаются в воду. Для этого пауки-рыболовы используют поверхностное натяжение воды. Молекулы воды притягиваются друг к другу сильнее, чем к молекулам воздуха. Благодаря такому натяжению, когда паук ставит на воду лапку, вокруг нее образуется "вдавленность", и вода отвечает давлением наружу, стремясь восстановить ровную поверхность. Поверхностное натяжение – не слишком большая сила. Однако пауки весят не более 1 грамма, и к тому же их лапки покрыты воском, который отталкивает воду.
Поверхность воды позволяет паукам держаться на плаву, но при этом затрудняет любое движение. Если на суше насекомые могут отталкиваться лапками от земли, то вода для этого слишком скользкая. Правда, пауки сумели преодолеть и эту сложность. Исследователи выяснили, как действуют насекомые: оказывается, пауки гребут на поверхности воды, а в качестве весел используют "ямочки", которые делают их лапки. Паук гребет двумя средними парами лапок из четырех. Сначала он заводит назад третью пару, потом вторую, затем поднимает их и забрасывает вперед. Первая и четвертая пары держатся неподвижно, они используют поверхностное натяжение, чтобы удерживать паука на плаву.
Динамика движения водомерок изучена не была, но исследователи предполагают, что и они двигаются подобным образом.
У пауков существует определенный предел скорости передвижения по воде. Для ускорения они используют более глубокие "ямки" или двигают лапками чаще. Но при этом давление на воду усиливается и паук может утонуть. Поэтому, если ему требуется развить скорость больше полуметра в секунду, он переходит на так называемый галоп: откидывается назад, задирает высоко лапки, а потом вонзает их в воду. Затем галопирующий паук отталкивается от воды. Пауки прибегают к галопу, чтобы угнаться за быстрой добычей или сбежать от хищника. Когда столь высокая скорость не требуется, пизауриды прибегают к третьему способу передвижения по воде – с использованием ветра. Паук часто машет в воздухе передними лапами, и ветер тащит его по поверхности воды.
Кровососы
Большинством людей не любимы всем известные насекомые – комары и москиты. Сначала их укусы обычно остаются незамеченными, так как слюна этих летающих агрессоров не очень токсична. Однако она содержит как минимум четыре активных компонента (предположительно молекулы белка), которые со временем вызывают аллергическую реакцию – зуд, покраснение места укуса. Реакция может держаться достаточно долго или быстро пройти, если человек постоянно подвергается нападению комаров и успел к ним адаптироваться.
Как ни странно, широко распространенные комары сравнительно мало изучены. Прошлое их неизвестно. Возможно, они появились в тропиках, ориентировочно более 200 миллионов лет назад. Предполагается, что изначально комары питались фруктовым соком и цветочным нектаром. Современные комары также питаются сладким соком, который дает им энергию для полетов. Самцы питаются нектаром постоянно, самки же стали кровососами. Исследователи предполагают, что кровососущими насекомые сделались с появлением теплокровных млекопитающих и птиц. Но некоторые насекомые могли питаться и кровью холоднокровных позвоночных. Кровь содержит ценные белки, сильно повышающие производство яиц. Например, арктический комар, питаясь кровью, откладывает около 100 яиц, сидящий же на "вегетарианской диете", – не более десятка.
Большинство видов комаров обитает в субтропиках и тропиках. Но есть комары и в других областях мира, включая даже Арктику, и в пустынях. Там они вынуждены были приспособиться: во время сезона дождей эти насекомые проходят все стадии развития, чтобы в летний период стать практически неактивными.
До сих пор остается открытым вопрос: почему комары любят кровь, в том числе человеческую. Человеческая кровь обладает значительно меньшей питательностью, нежели кровь других млекопитающих. Исследователи предполагают, что дело лишь в сокращении животного мира, – комары лишены выбора и вынуждены пить кровь человека.
Неизвестно и время, когда насекомые перешли на кровь позвоночных. Ученые предполагают, что произошло это, когда на планете обитали гигантские рептилии. Хищники нападали на травоядных ящеров, оставляя на их шкурах раны. И комары приспособились пить питательную кровь. Наиболее примитивные из современных комаров до сих пор паразитируют на холоднокровных животных – рептилиях, амфибиях, легочных рыбах.
Самое большое количество комаров, вероятно, было в период, когда на нашей планете исчезли ящеры и появились гигантские млекопитающие. Затем млекопитающие вымерли в ледниковый период, а комары выжили, но перешли на "кровавую диету". Ведь условия для обитателей теплого климата стали не слишком благоприятными.
Комары принялись питаться кровью птиц и грызунов. При этом у них выработалась сенсорная система, позволяющая им "чувствовать" свои жертвы и находить их даже ночью.
Основной сложностью для комаров является выбор благоприятного места обитания и питания. Они предпочитают расселяться в местах, близких к водоемам: именно в воде кормятся комариные личинки.
Исследователи взяли пробы крови из желудков диких комаров и выяснили: насекомые сравнительно редко питаются кровью человека. И пожалуй, в атаках комаров на человеческий род виновны сами люди. Они вырубают леса и вытесняют диких животных, а комары вынуждены питаться тем, что предоставляет им сам человек. Между прочим, в сельской местности комары предпочитают кровь домашнего скота.
Как уже было сказано, кровь необходима комарам для выведения потомства. В процессе эволюции у самки комара появился хоботок, которым она может прокалывать кожу позвоночных животных. Чтобы предотвратить свертывание крови, она впрыскивает донору свою слюну, которая содержит вещества, препятствующие свертыванию.
...
Комары являются переносчиками опасного заболевания – малярии. Они передают своим "донорам" малярийный плазмодий, представляющий собой маленького паразита, поселяющегося в крови человека. Комар, напившись крови больного человека, вместе с ней поглощает плазмодий. После чего, решив "пообедать" здоровым человеком, комар во время трапезы "делится" с ним плазмодием: вместе с его слюной в ранку попадает зараза. Но до сих пор науке неизвестно, почему малярию разносят только малярийные комары, а не любые другие представители комариного рода.
Поведение комаров генетически запрограммировано. Но порой встречаются необычные явления. Например, в тропиках Венесуэлы обитает зеленоглазый москит, который селится в скорлупках плодов какао. После тропических ливней жилища москитов превращаются в маленькие водоемы, удобные для личинок. Самки москитов, сделав кладку, не улетают, а держат яйца лапками на протяжении тридцати часов, ожидая рождения потомства. Это делается для того, чтобы вода не смыла кладку и не уничтожила потомство.
Другой комар откладывает яйца в листья хищного растения, в которых тонут многие насекомые. Каждое растение имеет колпачок, усеянный жесткими волосками. Нектарники у основания колпачка выделяют химические вещества, привлекающие насекомых, а губа на противоположном от колпачка крае служит удобной посадочной площадкой. Жертвы, привлеченные ароматом нектара, тонут в воде, и их трупами питается не только само растение, но и личинки комара.
Изучение комаров и москитов важно по множеству причин. И самая главная – в том, что эти насекомые являются переносчиками многочисленных заболеваний, поэтому борьба с ними проводится повсеместно. Но, борясь с этими насекомыми, не стоит забывать, что комары – опылители некоторых видов растений и пища для птиц. Их ни в коем случае нельзя уничтожать полностью.
Скорпион – древний и современный
Скорпионы издревле считаются одними из наиболее опасных существ в мире. Но при этом они являются и очень интересными созданиями. Скорпионы – удивительный пример существ, способных выживать в самых неблагоприятных условиях. Как им это удается, мы пока не знаем.
Скорпионов относят к древнейшим существам, населяющим нашу планету. Более 400 миллионов лет назад скорпионы обитали в водах Мирового океана. Они достигали метровой длины. Около 300 миллионов лет назад скорпионы одними из первых выбрались на сушу. Размеры их уменьшились, но форма осталась прежней по сей день. Палеонтологам оказалось несложно проследить эволюцию скорпиона с помощью ультрафиолетового света. Как живые скорпионы, так и останки древних особей флуоресцируют, излучая синие, розовые или зеленые цвета. Открытие этого явления было сделало в середине XX века, тогда же ученые и приступили к его изучению. Невооруженным глазом увидеть это свечение сложно.
Ученые еще не пришли к одному мнению в вопросе о том, зачем скорпионы вспыхивают под лучами ультрафиолетового света. Существует несколько версий. Некоторые исследователи считают, что поскольку скорпионы – существа преимущественно ночные, они таким образом привлекают к себе насекомых.
Обитают скорпионы обычно в местах, непригодных для человека, – преимущественно в пустынях, джунглях. Обитатели пустынь почти всю жизнь проводят, закопавшись в песок, стремясь защититься от палящего солнца. Только по ночам скорпионы вылезают на охоту. Они неподвижно ожидают своей добычи. Пустынные скорпионы обладают удивительной сенсорной системой. На ногощупальцах у них есть чувствительные волоски, благодаря которым животное ощущает малейшее сотрясение воздуха. Добыча приближается, – и скорпион, несмотря на полную темноту, ловко хватает ее.
Скорпионы питаются не только различными видами насекомых и мелкими животными, но и себе подобными. Им ничего не стоит "пообедать" более слабыми собратьями и даже собственными детьми. Ученые предполагают, что эта борьба за выживание обусловлена сложными условиями обитания. В пустыне недостаточно пищи, и скорпионы избавляются от конкурентов. Выживает сильнейший, способный уничтожить более слабого. Более крупные самки скорпионов после оплодотворения нередко убивают и съедают самцов. Предполагается, что это спасает потомство от "гастрономического" интереса отца.
Беременность самки скорпиона длится от 3 до 18 месяцев. Скорпионы, в отличие от других беспозвоночных, производят на свет живое потомство.
Исследователи, занятые изучением скорпионов, поражаются приспособляемости этих созданий. Организм скорпиона практически не теряет воду, что чрезвычайно важно при жизни в пустыне. Скорпион очень редко пьет, а необходимую воду получает из пищи; он максимально эффективно перерабатывает и усваивает добытую пищу. Это животное способно обходиться без еды год и даже дольше. Исследователи экспериментально выяснили, что скорпионы без вреда для себя выдерживают голод в течение двух лет. Предполагается, что причина такой выносливости заключается в практически неподвижном образе жизни. Но это пока только гипотеза. У науки нет ответов и на другие вопросы. Например, почему скорпионы обитают в столь неподходящих для жизни местах? Отчего они малоподвижны: потому что пищи не хватает или это их естественный образ жизни?
Организм скорпионов почти не изнашивается. Они живут около 25 лет – дольше, чем другие паукообразные и даже некоторые птицы и млекопитающие. Вероятно, причина долголетия скорпионов кроется в скудном обмене веществ.
Скорпионы относятся к существам, обладающим удивительной чувствительностью к свету. Для того чтобы ориентироваться ночью, им вполне достаточно слабого света звезд.
Скорпионы обитают также в снегах Гималаев на высоте около 5000 метров, в пещерах глубиной около 800 метров, в тропиках и европейских лесах.
Опасность скорпионов немало преувеличена, но и недооценивать этих долгожителей нельзя. Ядовитость скорпионов зависит от климата местности: чем жарче место обитания существа, тем оно опаснее.
Скорпионы-убийцы сильно отличаются от других скорпионов. Они мельче остальных, умирают раньше, зато размножаются значительно быстрее и чаще. Опасные скорпионы могут затаиться на деревьях. Иногда они заползают в вещи, принадлежащие человеку.