Защитное устройство сверчка
Полет врага сверчков – летучей мыши совершенно бесшумен. Услышать ее приближение и спастись смогут лишь те, кому дана способность улавливать ультразвуковые сигналы. Как же спастись ночному сверчку во время охоты летучих мышей? Конечно, можно было бы прятаться ночью в укрытии, не попадаясь на пути этих хищников. Но тогда сверчок не был бы ночным. И все-таки он наделен необходимым устройством для спасения – крошечным одноклеточным, но необыкновенно чувствительным рецептором. Этот миниатюрный живой «прибор» встроен в нервную систему сверчка. Он реагирует на частоту звука, издаваемого летучей мышью для ее ориентации в пространстве. Рецептор сверчка, приводимый в действие этой частотой, испускает импульсы – сигналы тревоги, которые заставляют насекомое стремительно удаляться от источника звука. Такой уникальный рецептор обладает еще одним свойством, удивившим энтомологов. Оказывается, он включается только тогда, когда сверчок находится в полете и становится уязвим для ночных хищников. А в то время, когда насекомое находится в безопасности – отдыхает, питается, заботится о потомстве, - рецептор «молчит», не беспокоя напрасно своего владельца. Стоит только сверчку взлететь и стать потенциальной жертвой летучих мышей, как одноклеточный живой «прибор» вновь готов отреагировать на ультразвуковые сигналы хищника, поднять тревогу и спасти насекомое. Здесь проявляется идеальная целесообразность и изящество защитных механизмов и устройств насекомого. Богомолу для избежания встречи с летучими мышами, наряду с прекрасным зрением даны и особые органы слуха. Они расположены на груди между ногами и служат для восприятия ультразвука. У богомолов некоторых видов, кроме ультразвукового органа слуха, существует второе ухо, которое воспринимает гораздо более низкие частоты. Функция его неизвестна.
Способы активной защиты
Защита насекомых от многочисленных врагов осуществляется не только с помощью пассивно-оборонительных реакций и различных видов окраски. В случае опасности многие из них наделены способностью активно защищаться. Обычно насекомые используют целый комплекс различных защитных приемов. Характерно поведение жука полевого скакуна – в момент опасности он очень проворно убегает или пугливо вспархивает и стремительно улетает. Его практически невозможно поймать. Но если все же удастся схватить полевого скакуна пальцами, он начинает отчаянно вырываться и яростно кусаться своими серпообразными челюстями. Все это вынуждает скорее отпустить жука, который мгновенно скрывается в безопасном месте. Существуют и жалящие насекомые – пчелы, осы, шмели, муравьи и некоторые другие насекомые обеспечены жалом для впрыскивания яда. Оно используется в опасный для насекомого момент или для парализации добычи. У медоносных пчел жало зазубрено и застревает в теле напавшего на нее животного. И, несмотря на то, что после его выдергивания пчела погибает, такая защитная реакция не проходит бесследно. Животное, получившее болезненный укол, навсегда запоминает полученный урок и не будет больше нападать на жалящих или внешне похожих на них насекомых. Здесь проявляется не индивидуальная, а социальная защита, от которой зависит защищенность целого вида. В отличие от пчелы жало осы не застревает в теле животного, и она может достаточно болезненно жалить множество раз. Окраска осы, как и пчелы (сочетание черных и желтых полосок), также является предупреждающей, особенно для тех, кто ранее испытал на себе действие их яда: «Не тронь, я больно ужалю!».
Активно защищаются насекомые и с помощью неприятных на вкус и запах или ядовитых и едких выделений. Биохимические средства для этой цели в нужный момент изготавливаются организмом насекомого согласно наследственной программе, управляющей комплексом защитных средств и механизмов для выживания особи.
Рассмотрим некоторые из видов активной защиты насекомых.
Использование ядов
Одним из основных средств для защиты и нападения в мире живого являются яды. Это выделения специальных желез, которые способны отпугнуть, парализовать или убить противника. Среди насекомых много ядовитых видов, хотя понятие ядовитости относительно. Для крупных животных укусы одних насекомых проходят почти безболезненно, а яд других (жуки-нарывники, жалящие насекомые) вызывает у них сильные аллергические реакции. Тот же самый яд для мелких животных может оказаться смертельным. Ядовитые вещества применяются разными способами: они либо впрыскиваются в тело врага, либо обрызгивают его струей, либо выстреливают со взрывом и образованием едкого облака.
Организм некоторых насекомых способен создавать для использования в качестве яда смеси, в которых свыше 50 различных химических соединений. Они вызывают зуд, боль, судороги и даже разрушение клеток кожи или панциря животных. Установлено, что представители некоторых видов муравьев после опрыскивания врага муравьиной кислотой, поливают его смесью из двух сложных химических соединений. Эти вещества, специально синтезируемые организмом муравья, хотя и приятно пахнут лимоном, несут в себе определенную ядовитость. Кроме того, они обладают важной особенностью – способствуют проникновению муравьиной кислоты сквозь наружные покровы животного. Исследования также показали, что химическая лаборатория муравья под управлением врожденной программы создает и множество других защитных веществ. Среди них есть даже такие, которые убивают возбудителей холеры, тифа и туберкулеза. Ученые работают над возможностью использования этих веществ в медицинских целях.
Муравьи относятся к жалящим перепончатокрылым, однако представители некоторых их видов могут выбрызгивать ядовитую смесь на врага, находящегося на достаточном большом расстоянии. Так поступают рабочие муравьи из подсемейства фурмицин. Половина их брюшка занимает огромная железа, вырабатывающая муравьиную кислоту. Она окружена мощным мускульным мешком. В случае опасности мышца сокращается, и яд выбрасывается на расстояние до полуметра. Поразительно, что расстояние, на которое произведен «выстрел» ядовитым веществом, в 500 раз превышает длину тела муравья.
С помощью специфических выделений защищаются многие жуки, например, листоеды и их личинки. Они выпускают капельки сильно ядовитой и резко пахнущей желто-оранжевой жидкости через сочленения своего тела. Исследование выделений, например листоедов-тимарх, показало, что введение в кровь их микроскопической дозы вызывает гибель небольшого животного. Интересны наблюдения за насекомоядными охотниками, попробовавшими такого жука. Ящерицы, случайно схватив, тотчас же выбрасывают его изо рта, и потом долго вытирают мордочку о различные предметы. Лягушка, попавшая в такую ситуацию, старается как можно больше высунуть язык и тщательно обтереть его о растения. Еще более ядовиты маленькие жучки-нарывники. Даже крупные домашние животные могут погибнуть, съев их вместе с травой. Раньше сушеных нарывников применяли в аптекарском деле для приготовления нарывного пластыря.
Взрывная смесь
Удивительной системой самозащиты наделен жук-бомбардир из семейства жужелиц. В случае опасности он выбрасывает из конца своего брюшка и умело направляет на врага струю буквально кипящей (1000С) едкой жидкости. В воздухе она с треском испаряется, образуя облако из неприятно пахнущего химического вещества. Исследования показали, что такая взрывная реакция жука со скорострельностью 500 – 1000 выбросов в секунду оставляет на теле нападающего на него животного серьезные ожоги.
Интересна особая технология, с помощью которой уникальный организм бомбардира производит ядовитую смесь. Жук вырабатывает и хранит химические компоненты смеси (два хитона и перекись водорода) в раздельных камерах, иначе сразу же пойдет бурная реакция. Смесь будет изготовлена только тогда, когда органы чувств жука дадут сигнал о приближении постороннего объекта. С помощью анализаторов, сравнивающих полученную информацию с извлеченными из памяти эталонами, бомбардир мгновенно оценивает опасность ситуации и готовит смесь к бою. Химические компоненты как по команде целенаправленно поступают в специально предназначенную для этого камеру, где и образуется взрывная смесь. Она с большой скоростью вырывается наружу через особое сопло, и жук-бомбардир метко стреляет в нужном направлении.
Трудно себе представить последовательное появление (даже за миллиарды лет) в организме жука всех элементов этой технологической цепи. Например, у него первыми развились бы процессы синтеза сложных соединений, которые при соединении дают взрывную смесь, а производство разделительных емкостей отстало бы во времени. Тогда химические вещества, не успев появиться хотя бы в небольших количествах, тотчас соединились бы в его теле, образовав взрывоопасную смесь. Для бомбардиров это закончилось бы плачевно. Правильнее было бы, чтобы и химические вещества и отдельные камеры для их производства и хранения создавалось множеством поколений одновременно, параллельно. Но тогда жукам с самого начала необходимо было обладать разумом. Ведь путем «запрограммированных» мутаций им нужно было создать целесообразный комплекс из устройств организма, технологических процессов и защитного поведения. В общем, тем, чем жуки-бомбардиры обладают сейчас.
Защита с помощью растительных средств
Ядовитое и неприятно пахнущее вещество в виде пены образуют некоторые бескрылые кузнечики-увальни. В случае опасности они выпускают эту пену со свистящим шипением изо рта и грудки. Она состоит из смеси хинина, фенола и пузырьков воздуха. Своим происхождением ядовитые вещества обязаны той растительной пище, которой питается кузнечик. Личинки известных всем цикад, наделенных музыкальными способностями, тоже умеют защищаться подобной пеной. Например, пенница слюнявая получила свое название в связи с тем, что после привычного потребления большого количества сока растений она выделяет его в виде пены. Эти выделения служат как отличной защитой ее организма от высыхания, так и от нападения птиц и других врагов.