Страница 3 из 5
Мы не можем сказать с точностью, как появились крылья. Возможно, они развились из наростов в области груди, которые использовались для поглощения солнечного света или для стабилизации тела при прыжке или падении. Возможно, крылья образовались из трахейных жабр. Главное в том, что насекомые обнаружили, что у них есть некие приспособления, с помощью которых можно прекрасно парить с деревьев или высоких растений. Насекомые с хорошо развитыми крыльями получали больше питания и жили дольше, соответственно, у них было больше потомства, которое, в свою очередь, унаследовало эти крылья. Таким образом эволюция позаботилась о том, чтобы крылья стали достаточно обыденным явлением, и это случилось достаточно быстро по меркам геологических периодов. Вскоре воздух наполнился разнообразными видами жужжащих летающих насекомых.
Насекомые научились летать задолго до появления птиц. 150 миллионов лет они были единственными крылатыми существами на Земле.
Для понимания, насколько значимым успехом было появление крыльев у ранних насекомых, важен следующий факт: никто другой не умел летать! В то время еще не существовало птиц, летучих мышей или летающих ящеров, и до их появления оставалось еще много времени. Поэтому насекомые наслаждались господством в воздушном пространстве на протяжении более 150 миллионов лет. Для сравнения, наш вид, Homo sapiens, существует всего лишь чуть более 200 тысяч лет.
Насекомые пережили пять периодов массового вымирания. Динозавры появились впервые после третьего периода, около 240 миллионов лет назад. Следующий раз, когда вас будет раздражать какое-либо насекомое, подумайте о том, что эта группа организмов существовала на планете задолго до динозавров. Как по мне, они заслуживают уважения хотя бы благодаря этому факту.
Глава 1
Мудро устроенные маленькие существа
Так как же они устроены, эти маленькие создания, с которыми мы делим планету? В этой главе мы представляем краткий курс энтомологии, из которого вы узнаете о строении насекомых, и что насекомые, несмотря на скромные размеры, умеют считать, учиться и узнавать друг друга и нас.
Что же такое насекомое? Если вы сомневаетесь, начните с простого правила: посчитайте ноги. Большинство насекомых имеют 6 ног, которые прикреплены к груди, среднему отделу тела.
Следующий шаг: проверьте, есть ли у маленького создания крылья. Они также расположены на груди. У большинства насекомых четыре крыла: два передних и два задних.
Таким окольным путем вы пришли к важной характеристике насекомых: их тело разделено на три отдела. Как одни из представителей типа членистоногих, насекомые состоят из многих сегментов, или члеников. У насекомых они слились в три достаточно заметных отдела: голову, грудь и брюшко.
Границы сегментов хорошо заметны на поверхности тела у многих насекомых, как будто их порезали чем-то острым, и именно это дало название классу: латинское слово Insecta (насекомые) происходит от глагола insecare, что означает «рассекать».
Передний отдел тела – голова – не сильно отличается от нашей головы: на ней присутствуют и рот, и важнейшие органы чувств – глаза и антенны. Антенн у насекомых больше двух не бывает, а вот количество и вид глаз может сильно отличаться. И один важный момент: у насекомых зрительные структуры не обязательно располагаются на голове. У самцов одного из видов бабочек, парусника ксута, на пенисе расположены особые фоторецепторы! Самец использует их для правильного расположения брюшка при спаривании. У самки ксута такие фоторецепторы расположены на яйцекладе, благодаря чему она контролирует, чтобы яйца были отложены в правильное место.
Если голова насекомых является сенсорным отделом, то средний отдел тела – грудь – отвечает за перемещение. Большую часть этого отдела занимают крупные мышцы, которые необходимы для движения крыльев и ног. Стоит отметить, что в отличие от всех других животных, которые могут летать или плавать – птиц, летучих мышей, белок-летяг, летучих рыб – крылья насекомых не происходят из видоизмененных конечностей. Это отдельный двигательный аппарат, который существует в дополнение к ногам.
Брюшко, задний отдел тела, который обычно является самым крупным, отвечает за размножение и заключает в себе основную часть пищеварительной системы насекомого. Сзади обычно происходит выделение экскрементов. Но есть и исключения. Малюсенькие личинки орехотворки, обитающие в галлах разросшейся ткани, которую растения образуют вокруг них, очень хорошо воспитаны. Нельзя испражняться в собственном гнезде, а так как они заперты в однокомнатной квартире без туалета, приходится терпеть. Только после окончания стадии личинки их кишечник соединяется с задним проходом.
Насекомые – это беспозвоночные животные, то есть животные без позвоночника, скелета и костей. Их скелет находится снаружи. Твердый, но в то же время легкий хитиновый экзоскелет защищает мягкие внутренности от внешних воздействий. Снаружи они покрыты слоем воска, который защищает от самого страшного для всех насекомых – высыхания. Несмотря на маленький размер насекомых, поверхность их тела относительно велика по сравнению с их маленьким объемом, а значит, есть риск, что драгоценные молекулы воды испарятся и насекомые засохнут. Тонкий слой воска очень важен для сохранения каждой капли воды.
Тот же материал, который образует экзоскелет вокруг тела, образует и ноги, и крылья. Ноги состоят из прочных трубочек с рядом суставов, позволяющих бегать, прыгать, плавать и копать.
Однако наружный скелет имеет несколько недостатков. Как вы сможете расти и развиваться, если вы ограничены таким образом? Представьте дрожжевое тесто в средневековых доспехах: оно поднимается и бродит до тех пор, пока есть возможность. Но насекомые нашли выход: новые доспехи, сначала мягкие, образуются под старыми. Старые, жесткие доспехи лопаются, и насекомые избавляются от своей кожи примерно так, как вы снимаете с себя поношенную рубашку. Теперь самое время в прямом смысле раздуться, чтобы как можно больше расширить новые мягкие доспехи до того, пока они не станут твердыми. Ведь когда новый хитиновый экзоскелет затвердеет, возможность роста исчезнет до того момента, пока новая смена внешнего покрова не откроет новые возможности. Если вам кажется, что это очень сложно, то учтите, что процесс основательной смены экзоскелета обычно происходит только в начале жизни насекомых – на стадии личинки.
Всех насекомых можно разделить на два типа: те, кто меняется постепенно, с помощью смены верхнего покрова, и те, кто меняется резко, в период перехода из детства во взрослую жизнь. Изменения называются метаморфозом, или превращением.
Первые – например, стрекозы, кузнечики, тараканы и клопы – меняют свой внешний вид постепенно, по мере роста. Это немного напоминает людей, только нам не нужно сбрасывать всю кожу, чтобы расти. Первая, детская стадия у этих насекомых называется нимфой. Нимфа растет, меняя свой экзоскелет несколько раз (количество линек варьируется от вида к виду, но часто их бывает от трех до восьми) и становится все более похожей на взрослое насекомое. Когда нимфа переживает последнюю линьку, она превращается во взрослое насекомое с действующими крыльями и половыми органами.
Другие насекомые проходят через полное превращение – почти волшебные изменения от ребенка к взрослому. В человеческом мире, чтобы найти подобное превращение, нам нужно обратиться к сказке или фантазии: как лягушка превращается в принцессу при поцелуе или Минерва Макгоннагалл, превращающаяся в кошку.