Жуки-экстремалы: жизнь в воде

Владимир Карцев, Виктор Зотов

Жуки-экстремалы: жизнь в воде

ЛИЦОМ К ЛИЦУ С ПРИРОДОЙ

Кандидат биологических наук Владимир КАРЦЕВ, доктор биологических наук Виктор ЗОТОВ.

ЖУКИ-ЭКСТРЕМАЛЫ: ЖИЗНЬ В ВОДЕ

Плавунец окаймленный Dytiscus marginalis , самец. Видны присоски (расширения) на передних лапках.

Специалисты считают, что жизнь на Земле зародилась в воде. Даже если, согласно теории панспермии*, она была занесена из космоса, первые земные организмы были водными. Они постепенно осваивали сушу в процессе эволюции. Можно сказать, что история всех наземных животных и растений - это в значительной мере история борьбы с высыханием. Наибольших успехов в этой борьбе достигли насекомые. Их порядка миллиона видов, причем многие еще не известны науке. По видовому многообразию и биомассе насекомые значительно превосходят все другие группы организмов. Они обитают повсюду и способны выживать в самых жестких условиях. Некоторые насекомые, освоив сушу, вновь вернулись в водную среду, в пресные и слегка солоноватые водоемы, но, как ни странно, они почти не встречаются в соленых морях и океанах.

* Теория панспермии предполагает, что жизнь на Земле появи-лась в результате занесения из космического пространства так называемых зародышей жизни. Один из аргументов - наличие в кометном веществе воды и простейших органических соединений. Этот факт указывает на кометы как на один из возможных переносчиков жизни во Вселенной.

Среди насекомых больше всего жуков - около 350 тысяч видов. Их официальное название - жесткокрылые ( Coleoptera ). Первоначально жуки обладали двумя парами крыльев. Затем в про-цессе эволюции передняя пара превратилась в надкрылья - жесткие щитки, закрывающие нежные задние крылья и мягкое брюшко. Жуки живут в разных средах и в разном климате: одним комфортно в воде, другим - в сухих пустынях. Есть виды, способные переживать лютые морозы, и те, кому нипочем сильная жара. Последние, чтобы не умереть под палящими лучами солнца, закапываются в землю на значительную глубину, где почва прохладнее, чем на поверхности.

Личинка плавунца.

Жуки- плавунцы (семейство Dytiscidae ) освоили пресные и солоноватые водоемы. И взрослые жуки, и личинки дышат атмосферным кислородом, но делают это по-разному. Личинка находится в воде постоянно и дышит, выставив на поверхность воды задний конец тела как дыхательную трубку. Взрослые жуки прекрасно плавают и летают и одинаково хорошо чувствуют себя в воде и на суше, хотя основная среда обитания для них все-таки вода. Чтобы вдохнуть, жуки поднимаются к поверхности воды задним концом тела, выставляя наружу «дыхательное отверстие» -вход в полость, образованную сомкнутыми над брюшком надкрыльями. Под водой взрослые плавунцы дышат воздухом, запасенным в этой полости. Зимой, чтобы не задохнуться, жук частично выставляет из-под надкрыльев пузырек запасенного там воздуха («физическую жабру»), а когда тот вновь обогатится растворенным в воде кислородом, втягивает его обратно. Однако этим способности плавунцов выживать в экстремальных условиях не ограничиваются.

Самец плавунца на суше. Надкрылья у самцов всегда гладкие, лишь с неглубокой специфической пунктировкой.

Жук- водолюб (семейство Hydrophilidae ), откладывающий яйца в воду, строит специальные плавучие или прикрепленные к растениям коконы с воздухоносной трубкой, чтобы эмбрион не задохнулся.

Тяжкие испытания выпадают на долю самок плавунцов с наступлением брачного сезона. Многочасовое спаривание происходит в воде. Самец прикрепляется к самке сверху с помощью присосок на передних лапках. Все бы ничего, но во время спаривания самка находится под водой и не может дышать, в то время как самец этой возможностью обладает. Нарушение нормального дыхания - это вопрос жизни и смерти. Оно настолько ослабляет самку, что, освободившись от самца, она зачастую не может самостоятельно всплыть. После спаривания самка спешит удалиться, в противном случае самец может напасть на нее и съесть. Но это еще не все!

У плавунцов одного и того же вида существуют две формы самок - с гладкими и с ребристыми надкрыльями. У гладких самок в случае конкуренции с другими самками больше шансов оставить потомство - к ним самцу легче прикрепиться. Однако и риск утонуть во время спаривания у них выше. Как сформировался такой, казалось бы, неадаптивный уклад любовных отношений, непонятно. Тем не менее плавунцы успешно существуют, и численность их достаточно высока. Может быть, гибель части самок - это механизм снижения плотности популяции, не позволяющий плавунцам чрезмерно расплодиться.

Полоскун бороздчатый Acilius sulcatus , вмерзший в лед.

Еще одного жука-экстремала - полоскуна бороздчатого Acilius sul - catus - мы встретили в теплый майский день на дороге. Он неуклюже подпрыгивал на асфальте, отталкиваясь от ровной поверхности длинными «заячьими» ногами, столь неудобными на суше и очень подходящими для передвижения в воде. Это происходило практически под колесами автомобиля. Наверняка летящего жука дезориентировали блики на стекле автомобиля, и он принял их за блестящую водную гладь. Однако нырнуть не удалось. Стукнувшись о машину, жук упал. Мы подобрали его, принесли домой, временно посадили в чашку Петри* и оставили на улице. Ночью нежданно-негаданно ударил мороз, и вода в чашке превратилась в ледяную шайбу с вмерзшим в нее жуком. Вот незадача, подумали мы: сначала спасли жука, а потом его же и погубили! Однако жук-экстремал оказался живучим. Едва оттаяв, он продолжил свое грациозное движение по акватории чашки и вскоре улетел. Жаль, не застали момент взлета!

* Чашка Петри - лабораторный сосуд из прозрачного стекла в форме низкого плоского цилиндра, снабженный прозрачной крышкой той же формы.

После оттаивания полоскун полностью сохранил жизнеспособность. На фото: самка сребристыми надкрыльями.

Вообще говоря, во время зимовки насекомые умеренных широт способны выдерживать очень низкие температуры, а десятки видов водных насекомых вмерзают в лед без вреда для себя. Однако большинство насекомых перед зимовкой впадают в особое состояние - диапаузу, когда меняется обмен веществ и в крови (гемолимфе) образуются специальные антифризы. Весной диапауза прекращается, и если заморозить насекомое, живущее в «летнем режиме», оно погибнет. Удивительно, что у плавунцов оказалось по-другому - наш герой быстро оклемался и был таков!

Фото Владимира Карцева.

«Наука и жизнь» № 10, 2017.

This file was created

with BookDesigner program

[e-mail]

19.03.2018