Приключения с насекомыми
Шрифт:
У настоящих мух вторая пара крыльев заменена булавовидными органами – жужжальцами. Эти органы называют также балансирами, так как одно время считали, что они подобны шесту в руках канатоходца. Недавние исследования показали, однако, что эти органы действуют по другому принципу. На самом деле жужжальца во время полета очень быстро вибрируют. Частота их колебаний примерно равна частоте взмаха крыла, но обычно они находятся в противофазе с крылом. Взмах жужжальца вызывается одним-единственным мускулом; мускула, действующего в противоположном направлении, нет. Вибрация обеспечивается за счет эластичных свойств шарнира. Более того, оба жужжальца насекомого движутся в разных плоскостях, так как каждое имеет свой угол наклона. Если вы представляете, как действует гироскоп, вы поймете, как работают
Приключение 9
Мы часто удивляемся тому, как ловко комар прокалывает кожу и сосет кровь, и задумываемся, почему это нападение обязательно приводит к сильному зуду. Устройства, при помощи которых комар осуществляет высасывание крови (причем делать это может только самка), довольно сложны; чтобы разобраться в них, исследуем сначала ротовые органы какого-нибудь другого сосущего насекомого, например мотылька.
В летний день, когда ярко светит солнце, найдите цветы, которые часто посещаются мотыльками.
Наберитесь терпения и ждите. Вам понадобится большое увеличительное стекло, хотя питающегося мотылька можно увидеть и невооруженным глазом.
Следите внимательно. Вот насекомое опустилось на цветок; оно разворачивает длинный, похожий на язык орган и опускает его в цветок. Этот языкоподобный орган называется хоботком, обычно он свернут кольцом или спирально под нижней частью головы (рис. 74), но, когда насекомое питается, развертывается, подобно часовой пружине. Чтобы узнать, как устроен хоботок, поймайте мотылька и, убив его, исследуйте хоботок под лупой или микроскопом. Он составлен из двух максилл, которые, соединяясь, образуют трубку. Вспомним, что максиллы – это нижние челюсти. Заметим также, что верхняя губа уменьшена, а мандибулы, или верхние челюсти, ненужные для сосания, либо рудиментарны, либо вовсе отсутствуют. Лабиум, или нижняя губа, также уменьшена, хотя ее щупики хорошо заметны. Как нектар всасывается вверх по трубке? Расчлените голову лезвием бритвы и около оснований усиков найдите сосательную камеру, которую многочисленные мышцы то сжимают, то расширяют. Камера действует примерно так же, как медицинская пипетка, создавая частичный вакуум, и приводит к втягиванию нектара вверх по трубке и передаче его назад в желудок. Такой ротовой аппарат типичен для ночных бабочек, но как у мотыльков, так и у ночных бабочек встречаются второстепенные его изменения. У некоторых видов хорошо развиты максиллярные (нижнечелюстные) щупики; у других кончики максилл снабжены шипами, с помощью которых насекомое разрывает ткани спелых плодов, освобождая сок. У тех видов бабочек, которые не питаются, максиллы полностью отсутствуют.
А теперь поищите питающихся клопов-краевиков (рис. 75) и посмотрите на них через лупу: вместо складывающегося спирально хоботка прямо на поверхность листа опускается от головы клювообразный орган. Исследовав этот орган более подробно, вы убедитесь, что в действительности это хорошо развитая нижняя губа (лабиум). Она служит своеобразным чехлом, в котором заключены четыре стилета, а именно две верхние и две нижние челюсти (рис. 76). И те и другие имеют форму длинных острых щетинок, служащих для прокалывания. У некоторых клопов верхние челюсти имеют на концах отогнутые назад шипы. Две нижние челюсти соединяются вместе, образуя сосательную трубку. Нижняя губа покрыта на конце чувствительными волосками, которые, без сомнения, служат для распознавания пищи. Верхняя губа обыкновенно короткая и небольшая. Здесь также имеется насосный, или сосущий, аппарат, сходный с сосательным органом мотыльков и ночных бабочек.
Наблюдая за питанием различных видов сосущих насекомых, вы увидите, что они ведут себя при этом по-разному. Некоторые прокалывают листья, другие – стебли, третьи – плоды. Многие принимают во время питания характерные позы. Найдите горький паслен и понаблюдайте за питающимися на нем цикадками-горбатками. Как бы сильно ни было искривлено растение, эти маленькие цикады сидят всегда головой но направлению к верхушке растения, чтобы его сок легче стекал по их глотке (рис. 77).
В зависимости от способа питания значительно изменяются и части ротового аппарата мух: у некоторых видов они служат для прокалывания и сосания, у других – для лакания и сосания. Они состоят в типичных случаях из шести похожих на щетинки органов, заключенных в капсулу, и пары соединенных щупиков. У комнатной
Теперь перейдем к комару, который также относится к двукрылым, или мухам. Это вредное насекомое – иногда даже опасное, как переносчик болезней, – обычно докучает нам все лето; позволив самке сделать «укус», мы можем через лупу наблюдать, как она сосет кровь. Чтобы рассмотреть ротовой аппарат, нужен микроскоп, так как он чрезвычайно мал. Поймав и умертвив самку комара, поместим ее на предметное стекло и, положив его на столик микроскопа, наведем объектив так, чтобы ротовые части попали в фокус. Затем разделим их при помощи иглы. Они длинные и тонкие. Верхние и нижние челюсти представляют собой изящные, вытянутые в длину колющие органы, острые на конце, – ими насекомое прокалывает нашу кожу (рис. 79). Нижняя губа образует футляр, заключающий в себе эти щетинки, когда они находятся в покое. Сосательная трубка образуется при участии верхней губы – впрочем, не у всех насекомых, имеющих сосущий аппарат. Пара чувствительных долей, называемых лабеллами, расположена на выступе нижней губы (у комнатной мухи лабеллы расширяются в пластинки, которые издают резкое жужжание).
Теперь посмотрим, почему от укуса комара возникает зуд (у некоторых он очень силен и место вокруг укуса даже опухает; другие относительно нечувствительны к укусам). Слюнная железа комара состоит из трех долей. Средняя доля, отличающаяся по внешнему виду от двух других (рис. 80), выделяет ядовитую жидкость, которая выходит вдоль языка, когда самка прокалывает кожу, и вводится в ранку.
Назначение этой жидкости заключается, вероятно, в том, чтобы предотвращать свертывание крови. Во всяком случае, именно она и вызывает зуд.
Хотя большинство людей считает всех комаров кровососущими насекомыми, существует много видов, которые совсем не сосут кровь, а у тех, которые сосут, кровососами являются только самки. Ротовые части самцов не приспособлены для прокалывания кожи, поэтому они питаются нектаром, соком плодов и другими сладкими веществами; впрочем, и самки, которые сосут кровь, могут питаться этими веществами.
Приключение 10
Все насекомые в своем существовании зависят от растений либо непосредственно, либо косвенно (ведь хищники и паразиты питаются на растительноядных животных). Растительноядные насекомые не оставляют без внимания ни одну часть растения, питаясь соком, нектаром и другими жидкими выделениями почки, цветка, листа, стебля, корня, плода и семени. Лишь немногие растения избегают разрушительного воздействия вредных насекомых. Только гинкго и китайский ясень могут считаться исключением, так как почти не имеют вредителей. Даже сумах ядоносный, которого насекомые, казалось бы, должны избегать, является «кормильцем» нескольких видов. Большей частью растения беспомощны против насекомых-вредителей и лишь некоторые выработали различные средства «обороны» – щетинки, шипы, едкие соки, очень сильную липкость или повышенную прочность тканей, но эффективность этих средств ограниченна. Есть и такие растения, например саррацениевые, росянка и венерина мухоловка, которые имеют «приманки» и «капканы» для насекомых, подлетающих слишком близко. Некоторые бактерии заражают насекомых и вызывают их заболевания, например флашерию тутового шелкопряда или молочную болезнь японского хрущика. Некоторые грибки проникают в насекомых и разрушают их разрастающимися нитевидными гифами.
Для нас особенно важно выявить такие взаимосвязи, при которых растения и насекомые приносят друг другу пользу. Эти взаимосвязи выражаются в основном в обмене пыльцой и нектаром; другими словами, насекомые, посещая цветы, опыляют их, чтобы получить цветочный нектар.
Перекрестное опыление необходимо для непрерывной естественной гибридизации и плодоношения цветущих растений. Большинство растений опыляется именно насекомыми, хотя у некоторых опыление происходит при помощи ветра.
Может показаться, что такая взаимосвязь не обеспечивает надежно выживания и размножения растений. Если бы растения полностью зависели от случайных посещений насекомых, это было бы совершенно справедливо. Но дело в том, что растения не полагаются на случай, а привлекают насекомых заметной окраской и характерными запахами. Например, цветы, распускающиеся ночью, часто бывают белыми или желтыми и, как правило, обладают очень сильным запахом, благодаря которому ночные насекомые могут их найти. Однако окраска и запах лишь сигнализируют насекомым, где искать нектар и пыльцу, а не дают гарантии, что корм будет подходящим. Мы предполагаем – и, вероятно, так оно и есть на самом деле, – что окраска цветов действительно помогает насекомым находить нектар, хотя к кусочкам цветной бумаги, например, они летят так же охотно, как к цветам той же окраски. И уж разумеется, насекомые не «сознают», что, питаясь па цветах растения, приносят ему пользу.