Кузнечик дорогой. Эволюционно-экологические очерки

И.В. Стебаев

КУЗНЕЧИК ДОРОГОЙ

Эволюционно-экологические очерки

Игорь Васильевич Стебаев — профессор, доктор биологических наук. Родился в Москве в 1925 году. Учился энтомологии в Москве, в университете имени М. В. Ломоносова. Его учителями были профессора Е. М. Смирнов, А. А. Захваткин, Э. Е. Беккер, академики М. С. Гиляров и Г. Я. Бей-Биенко.

Кузнечиками и саранчовыми начал заниматься еще в студенческие годы, в Прикаспии. Потом изучал их в пустынях Кара-Кум и Гоби, в горах Копетдага и Тянь-Шаня. В эти годы ему посчастливилось сотрудничать с великим биологом Н. В. Тимофеевым-Ресовским.

В 1960 году переехал в Сибирь и принял участие в становлении биологического образования в недавно созданном Новосибирском государственном университете, где работал под руководством академика Д. К. Беляева.

Занимался исследованиями экологии саранчовых и кузнечиков на территории Сибири и ее сопределий, от озера Иссык-Куль в Средней Азии до озера Ханка на Дальнем Востоке.

В настоящее время И. В. Стебаев читает в Новосибирском государственном университете лекции по зоологии беспозвоночных и биосферной экологии. Он автор многих научных статей и двух монографий. Среди его учеников, уже ставших профессорами, — специалисты по разным группам насекомых, в том числе и саранчовых.

Посвящается светлой памяти Сергея Петрунева

«Кузнечик дорогой, коль много ты блажен…»

М.В. Ломоносов

Кузнечик дорогой, коль много ты блажен…

Эта стихотворная строка пришла однажды в голову ученому и поэту, отделившему литературный русский язык от церковно-славянского и названному А. С. Пушкиным «первым нашим университетом» — Ми-хайле Васильевичу Ломоносову. А случилось это по дороге из Санкт-Петербурга в Петергоф, куда он езживал пред царственные очи дочери Великого Петра хлопотать о привилегиях Императорской Академии Наук. Экипаж ученого повредился, и пока его чинили, натуралист оказался на лесной поляне с высоченными травами. Она была залита зноем августовского дня 1761 года и до краев наполнена треском, звоном и пением кузнечиков и других им подобных музицирующих существ. Отделенный звуковым занавесом этого концерта от целого мира, Михаила Васильевич, вспоминая все, что по этому поводу знал из зоологии, продолжил так:

Коль больше пред людьми ты счастьем одарен! Препровождаешь жизнь меж мягкою травою И наслаждаешься медвяною росою. Хотя у многих ты в глазах презренна тварь, Но в самой истине ты перед нами царь. Ты ангел во плоти, иль лучше ты бесплотен! Ты скачешь и поешь свободен, беззаботен. Что видишь — все твое: везде в своем дому, Не просишь ни о чем, не должен никому.

Запомним эти строки, так как, читая книгу дальше, нам не раз придется вспоминать их с научной целью.

Кузнечики: кто они?

Возможно, что главным оркестрантом в концерте, который поляна давала Ломоносову, был настоящий КУЗНЕЧИК со звонким латинским именем Теттигония кантанс (Tettigonia[1] cantans Fuess.; последнее слово в латинском названии — сокращенная фамилия первооткрывателя вида), или кузнечик певчий. Кузнечик этот, обычный в нашей средней полосе, появляется весной из яичка, запрятанного в землю.

Как происходит этот непростой процесс у всех кузнечиков, детально исследовал и описал Жан Анри Казимир Фабр, кавалер ордена Почетного Легиона Франции, Гомер насекомых, как назвал его замечательный русский поэт и художник Максимилиан Волошин. Двухтомная книга Ж. А. Фабра «Инстинкт и нравы, насекомых» недавно переиздана в России.

Имея уже вполне «взрослые» длинные усы и прыгательные ноги, как положено кузнечикам, «коленками назад», это существо называется в энтомологии (наука о насекомых) еще лишь НИМФОЮ КУЗНЕЧИКА, так как брюшко его и, главное, крылышки еще совсем короткие. Нимфами древние греки называли доброжелательные к людям божества, жившие рядом с ними в разных уголках природы. Слово это стало научным термином, обозначающим стадию развития насекомых с неполным превращением, отличающуюся от личинок, о которых мы скажем потом. Если продолжить древнюю традицию, то нимф кузнечиков и им подобных, живущих, как и в Греции, в луговых травах, следовало бы называть лимонидами, то есть нимфами трав.

Нимфе предстоит еще расти и, главное, несколько раз линять, сбрасывая свой старый нерастягивающийся хитиновый панцирь и обзаводясь новым — так сказать, на размер большим. Все это, как можно судить по рисунку, на котором изображены стадии линьки родственников нашего кузнечика — саранчовых, — работа долгая и нелегкая — ведь нужно, не обрывая, вытянуть свое тело из каждого старого коготочка! Да и рискованная, так как происходит она при невозможности ускакать от врагов, а их вокруг так много!

Две стадии линьки родственников нашего кузнечика — саранчовых 

Шагая с листика на листик длинными ногами с присосками, постоянно вылизываемыми для липкости, и ориентируясь в густой зелени и тени больше на ощупь, длинными усиками, чем глазами (кстати, не очень большими), нимфы кузнечиков добираются сначала по травам, а потом по ветвям и даже стволам до крон кустов и деревьев. И вот наконец они уже взрослые крылатые кузнечики, которые, как и все взрослые насекомые, далее не растущие и соответственно не линяющие, именуются ИМАГО (от латинского imago — образ), что означает «полный образ сущего». Это и есть высший этап индивидуального развития их организма.

Теперь кузнечик, незаметный уже и в травах, совсем незрим в кронах, потому что полностью зелен и покрыт плащом крыльев, в которых прорисованы даже прожилки листьев. И поэтому, как метко заметил Ломоносов, он как бы бесплотен и вблизи неба царит над всеми своими сородичами и даже над людьми, оглашая своей неповторимой песней уже желтеющие и замолкающие березовые рощи.

Кузнечик и осциллограмма его песни для недалеко сидящей самочки 

Посмотрите, как выглядят певец и внимающая ему самка, снабженная саблевидным яйцекладом, а также — приблизительно — его песня на осциллограмме (записи колебаний звуковых волн). Можно сказать, вся его плоть и особенно крылья служат именно для пения и слушания, как у ангела. Это даже больше, чем пение, это игра на особом инструменте, именуемая СТРИДУЛЯЦИЕЙ. На нашем рисунке у начала крылышек кузнечика со спинной стороны можно видеть как бы «кренделек» налегающих друг на друга (левокрылый всегда сверху) перепончатых бубнов, или тимпанов. Их гребенчатые ободки служат смычками, очень быстро трущимися друг о друга при трепетании сложенных крыльев. Этот звуковой орган называют стридуляционным.

Самочка кузнечика

Благодаря маскирующей зеленой окраске и малой подвижности певчие кузнечики незаметны для нашего взгляда и присутствуют в воспринимаемом нами мире как бесплотные голоса природы, четче всего слышимые, конечно, их собратьями по виду. Они бьют в свои звонкие наковаленки что бы там ни происходило, ни гремело в мире, и причина этого — в их особом слухе. Поскольку же песня кузнечика — это серенада для возлюбленной, то можно сказать, что не все музы, как это принято думать, молчат, когда гремят пушки. 

СЛУХОВОЙ АППАРАТ, заметный на передней ножке кузнечика, открываясь слуховым оконцем, широким или прикрытым, целиком занимает голени передних ног. Внутри них — целый орган уловителей звуков разной тональности, расположенный на усиливающей звук дыхательной трахейной трубочке.

Нужно сказать, что у всех насекомых кровь не причастна к переносу кислорода. Освобожденная от функции переноса газов, она уже не подобна нашей крови и именуется гемолимфою (гематос — кровь, лимфа — влага между клетками). Воздух захватывается особыми сквозными отверстиями — стигмами, расположенными по бокам тела насекомых. От них воздух доставляется во все уголочки тела, даже внутрь некоторых клеток, особыми микротрубочками — трахеолами. 

На вздутой трахее располагается целый гребень укорачивающихся «датчиков», каждый из которых воспринимает все более высокие звуки. Все вместе они улавливают определенный набор звуков — до тончайших шорохов и скрипов включительно. Но вот орудийная пальба, например, кузнечиком совершенно игнорируется и не мешает ему сосредотачиваться на существенном для него и оставаться в своем особом мире и доме.

«Ушки» в передних ногах кузнечика 

В этом доме у кузнечиков природою накрыт и стол для еды, на котором они находят сочные плоды, зерна и разных мелких насекомых. Твердость некоторых из них кузнечику не помеха — у него есть мощный, называемый жевательным, желудок с острыми хитиновыми, как и наружный панцирь, зубами. Но самое изысканное его блюдо — тли, полные сахаристого «сиропа», который они забирают из соков, поднимающихся по клеточным сосудам растений от их корней из глубоких слоев почвы. В погоне за влагой, чтобы не высохнуть, тли в избытке насасывают сахар, который и выделяют затем в виде так называемой пади, или медвяной росы. От нее листья иногда блестят как лакированные, привлекая даже пчел. Неизвестно, питаются ли кузнечики ее капельками, подобно муравьям, охраняющим тлей. Но они, несомненно, наслаждаются, как сказал М. В. Ломоносов, этой росой.

Песенные дуэты самцов кузнечиков четырех разных видов

ПРОДОЛЖЕНИЕ РОДА начинается со свадьбы, которая проходит на высоте под несмолкающий хорал и очень деликатно. Самец с помощью особых хвостиков на конце тела, так называемых церок, прикрепляет к брюшку самки выделяемый им флакончик, несущий сперму (сперматофор). Жуя и поначалу изминая ее, а заодно и флакон, самка оплодотворяет как бы сама себя. А самец (его зоологический значок, как и у всех животных, — щит и копье Марса, ♂) вновь начинает призывную песню на соседней ветке. И поет он при этом так, чтобы не путать мелодию с пением соседей. Лишь временами сливаются их голоса (четыре типа дуэтов самцов разных видов показаны на рисунке нотными знаками).

Самец прикрепляет сперматофор к брюшку самки. 1 — церки; 2 — сперматофор; 3 — яйцеклад 

Самка же (ее знак — зеркало Венеры, ♀) отправляется в обратный путь к земле. Здесь она пускает в дело доселе бездействовавшие остатки двух пар брюшных ножек — на восьмом и девятом члениках тела. В большем числе они есть только у гусениц (личинок бабочек) и у тех насекомых, что сохранили их от общих далеких предков — многоножек. У кузнечиков они представляют собой яйцеклад, состоящий как бы из ножен и сабли. Он хорошо виден на рисунке, изображающем серого кузнечика. Сабля с большим усилием всаживается в почву, в которую по одному откладываются яички. Яички крупные, богатые желтком. Большая часть развития потомка проходит в них. Происходит это благодаря тому, что самка почти не тратила энергии на пение и значительную ее часть поместила в яички. Нимфа выходит из яичка уже очень похожая на имаго. Такой путь развития у насекомых получил название неполного превращения, так как в нем нет настоящей червовидной личинки или тем более куколки, как это бывает, например, у бабочек.

У бабочек и у многих других насекомых, начиная с жуков, когда-то давно, не менее чем 320 млн. лет тому назад, произошла, так сказать, «перспективная» катастрофа их эмбрионального (зародышевого) развития в яйце, или ДЕЗЭМБРИОНИЗАЦИЯ. Возможно, она была вызвана тем, что насекомые потребляли биологически активные вещества, которыми растения начали от них защищаться. Зародыши стали выходить из яиц все менее развитыми, все менее жизнеспособными, но все более похожими на своих отдаленных эволюционных предков, вплоть до червеобразных — таковы, например, гусеницы. Можно предположить, что именно поэтому такие зародыши не погибали, а начинали сами питаться листьями и накапливать в своем теле жир. Он пригодился вместо утерянного яйцевого желтка. Это давало возможность напитавшейся гусенице и ей подобным личинкам вновь впадатпь в покой для внутренних превращений и становиться куколкой, то есть как бы вторым покоящимся яйцом. В куколке зачатки, предназначенные для образования органов взрослого насекомого, начинали развиваться заново, причем ткани самой гусеницы как бы растворялись, идя на построение органов имаго. Так через разрушение жизни первого этапа стала регулярно появляться новая жизнь, скоро вылетающая из куколки (как из второго яйца в развитии одного организма) в виде жуков, бабочек, мух и других насекомых, имеющих такое не простое и до сих пор во многом загадочное полное превращение, или МЕТАМОРФОЗ.

Самка нашего кузнечика после кладки яиц в почву уже никогда не поднимется к небу. Да и к чему? — зима уже катит в глаза. Конец обычный для свершения всего предписанного природой и не такой уж печальный, ибо… Вспомним последнюю строчку Ломоносова, услышанную им с неба на той музыкальной поляне: «Не просишь ни о чем, не должен никому».

Всякие кузнечики

Кузнечики заселяют всю толщу растительного покрова и не менее разнообразны, чем, скажем, обезьяны тропического леса. В том числе и по своим повадкам. Вот уже отмеченный нами родственник певчего — серый кузнечик (Decticus verrucivorus L.), живущий у основания растений. Он описан самим Карлом Линнеем. Судя по задним бедрам, он более прыгуч, а главное, имеет пеструю камуфляжную окраску, знакомую нам по современной военной форме, — она зрительно дробит его фигуру на теряющиеся меж листьями части.

Живущий у земли серый кузнечик

Кавказский пещерный кузнечик длинноног

Многие кузнечики имеют цвета земли и опавших стеблей трав. Например, обитающая в степях Сибири Монтана томини (Montana tomini Pyln.) с естественно укоротившимися при приземном образе жизни крылышками. Или живущий на открытой поверхности сухих степей в Туве у южного подножия Саян огромный бескрылый Деракантус деракантоидес (Deracantus derancantoides B.-Bien.). Или Зичия баранови (Zichia baranovi B.-Bien.), имеющая облик дракона. Или, наконец, живший в степях европейской части России и вымерший, как динозавр, кузнечик-толстун из рода Брадипорус (Bradiporus).

Бродящая по земле Зичия баранови

Житель густых трав кузнечик конусоглав

Ходячий кузнечик южных степей толстун

Есть такие, которые забираются в пещеры, они тоже бескрылые и со страшно длинными усами, предназначенными для ощупывания в темноте, — таков кавказский пещерный длинноног (Dolichopoda euxina Sem.). Многие другие, наоборот, совсем погружаются в толщу травостоя — например, пронзающие сплетения стеблей ярко-зеленые конусоглавы.

Кузнечик, обитатель верхнего яруса травостоя и кустарника

Есть и такие, которым их облик и повадки не дают далеко продвинуться и отыскать партнера, и они полагаются только на свои песенные призывы. Крылья у них совсем укорачиваются и сохраняются только для пения серенад — для увеличения их громкости спинной щиток приподнимается, становясь рупором. У других видов яйцеклад вместо сабли делается похожим на садовый нож. Такие кузнечики тонко надрезают им лист и откладывают яички внутрь листа, а не в почву.

Кузнечик, откладывающий яички внутрь листа, надрезает его перед этим яйцекладом, похожим на садовый нож 

Наконец, существуют совершенно особые кузнечики — дыбки (Sago pedo Pall.), ведущие жизнь почти неподвижных подстерегающих хищников. Утеряв крылья для полета, а заодно и для пения, они совершенно отчаялись в поиске партнеров для свадеб и дошли до того, что даже утеряли самцов. Их самки размножаются неоплодотворенными яйцами, то есть, как говорят, партеногенетически (по-гречески parthe-nos — девственный). Существует поверье, что дыбка, поднимая ножку и застывая в этой позе, может показать заблудившемуся ребенку дорогу домой.

Итак, можно сказать, что большинство кузнечиков сохранили верность влажноватым и затененным местам и в своем заселении биосферы запутались в травах и кустах. Дальше мы увидим, как нашли свой путь к солнцу их эволюционные потомки, короткоусые прыгуны саранчовые. Пока же поговорим немного о предках кузнечиков.

Исчезающий кузнечик дыбка, не имеющий самцов

Предкузнечики: от таракана до палочника

Первая мысль о предках кузнечика, которая может прийти в голову: а не родственники ли они известным всем стрекозам, иногда издающим в полете стрекочущий шорох крыл? Может быть, так и думал Иван Андреевич Крылов (да и его предшественник Жан де Лафонтен), поставив в известной басне перед трудолюбивым муравьем легкомысленную, но безвинную стрекозу, укоряемую в том, что она все лето красное пропела и проплясала, да еще и в мягкой мураве — чего со стрекозой не бывает и что вполне свойственно именно кузнечикам.

Для того чтобы в этом разобраться, нужно обратить внимание на крылья стрекоз, которые отлично держат их в воздухе, но никогда не складываются вдоль тела, как у кузнечиков, и не защищают их от потери влаги. Кроме того, крылья эти препятствуют проникновению самих насекомых в убежища, даже просто среди трав. Это признак ДРЕВНЕКРЫЛЫХ насекомых (Paleoptera), имеющих только водообитающих нимф, или наяд. Взрослые древнекрылые несут на своих крыльях густую сеточку жилок (археодиктион — «сеть древности»), среди которых заметны более толстые выдающиеся жилки.

Стрекозы с их археодиктионом и нескладывающимися крыльями: слева — постоянно порхающая около воды, справа — способная перелетать от одного озера к другому

От тропиков до нашей кухни один шаг — длиной в сотни миллионов лет 

В поисках родоначальников прямокрылых нам легче всего будет заглянуть на кухню соседа. Еще плоскотелые, но уже длинноусые и длинноногие, бегающие и даже подскакивающие ТАРАКАНЫ (Blattoptera) и есть предтечи кузнечиков. Жилкование их крыльев можно рассмотреть на очень крупном таракане американском, иногда появляющемся у нас в портовых грузах.

Но перенесемся в тропики, где тоже постоянно тепло, влажно и много опавших и осклизших съедобных частиц растений, наполненных богатыми белком бактериями. (Недаром ротовой аппарат тараканов — не только грызущий, но и лижущий.) Вы, наверное, догадаетесь, почему всем известные рыжие тараканы, или прусаки (Blatella germanica L.), столь вольготно чувствуют себя у наших очагов, раковин, столов и так боятся чистоты, сухости и особенно вымораживания.

К слову сказать, этот таракан заплыл на кораблях в Балтику из Юго-восточной Азии около 250 лет тому назад и ныне почти вытеснил из наших домов крупного черного таракана (Blatta orientalis L.), видимо, еще раньше пришедшего пешком или с караванами в Юго-восточную Европу из Африки. Теперь на него стоит посмотреть почти как на живое ископаемое. Наше особое внимание, конечно, привлечет полупрозрачный футлярчик на конце тела самки. Он содержит целую пачку яиц и называется оотекой. Самка переносит их туда, где более благоприятны условия для созревания потомства. Есть оотека и у рыжего таракана. Это одна из причин, по которой все они размножаются так быстро и дружно.

Таракан американский

Исчезающий черный таракан. Самка несет оотеку

Дикий тропический летающий таракан (а), очень похожий на нашу божью коровку (б)

Обратимся к родине тараканов. Автор непревзойденной до сих пор и переведенной у нас еще в 1910 году книги «Насекомые»[3] Давид Шарп пишет: «…Может показаться нелепостью наличие изящнейших форм среди этого некрасивого отряда, многие из которых летают». Посмотрим на летающего таракана джунглей. Видимо, как раз не происхождение, а собственный порыв к красоте и отражению в себе окружающего мира способен определять облик любого существа!

Первичным миром тараканов были влажные котловины — бассейны, занятые лесами карбонового геологического периода, более 300 миллионов лет тому назад запасавшими для нас каменный уголь. Может быть, кому-нибудь из читателей повезет встретить в лесах Европейской России задержавшегося с давних времен гостя из этого мира — лохматенького и острокрылого тараканчика лапландского (Ectobius lapponicus L.), даже перепархивающего с ветки на ветку. В целинных же степях можно заметить и другие виды этого рода, а вот в пустынях — даже встретить фантастических тараканищ-черепашек (Poliphaga saussurey), прячущихся на день в норах грызунов. Они почти в пять раз крупнее, чем наши рыжие прусаки, и напоминают обитающих на Кавказе тараканов египетских. Всего же в мире сейчас насчитывается не менее двух с половиной тысяч видов тараканов.

Житель Кавказа таракан египетский: а) самка; б) самец

Спасаясь в воду 

Вот из этого-то мира предков и продолжится наш путь к оставленным на время кузнечикам. Но прежде скажем, что после влажного каменноугольного периода континенты сдвинулись в одну массу. Дальность проникновения морского воздуха в их глубь сократилась, и наступил до того засушливый (как теперь в Монголии) пермский геологический период, что он оставил после себя массу отложений высохших соленых озер. Племени тараканообразных пришлось плохо, и его потомки стали прятаться и разбегаться.

Первыми отметим насекомых, происходящих от простейших тараканов, с веселым названием ВЕСНЯНКИ (Plecoptera), которые в свое время «бросились в воду» быстротечных ручьев, где было побольше кислорода. Их нимфы-наяды обычно много лет живут в воде. Обнимая своими длинными ногами камни потока — чтобы их не снесло водой, — они питаются так интенсивно, что вылетающие из воды взрослые особи уже совсем ничего не едят, а только ищут партнеров и заботятся о яйцекладке. Весною, держась на прибрежных кустах, многие из них уже почти не летают, а по вечерам «тараканообразно» перебегают по листьям и прячутся среди них. Да и тело у них плоское, и усы длинные. Обычно они серо-буры. Впрочем, есть среди них и зеленые виды.

Веснянка и ее наяда (вверху)