Какими бы исполинами ни казались отдельные насекомые среди сотен тысяч себе подобных, они остаются лилипутами в сравнении с другими животными.

«В мире насекомых» Грибоедова Анжела МОУ СОШ № 2 п. Энем Тахтамукайского района Какими бы исполинами ни казались отдельные насекомые среди сотен тысяч себе подобных, они остаются лилипутами в сравнении с другими животными. Почему природа наложила вето на рост насекомых? Чем объяснить, что подавляющее большинство насекомых маленького размера? Никто из нас не видел насекомых величиной и весом с кошку или с орлиным размахом крыльев. Эти создания преимущественно мельче: их длина в большинстве случаев не превышает одного сантиметра. Разумеется, бывают исключения, хотя и очень редкие. Так, около 250 миллионов лет назад, когда птиц, крылатых пресмыкающихся и крылатых млекопитающих не было еще и в помине, властелинами воздуха были насекомые, в том числе стрекозы-меганевры с размахом крыльев до 75 сантиметров. В середине каменноугольного периода (330 миллионов лет назад) в болотистых местностях встречались схожие с поденками насекомые величиной в ладонь. Ископаемая стрекоза каменноугольного периода в размахе крыльев достигала 1 метра, ее размеры тела доходили до 60 сантиметров. Возможно, более высокое содержание кислорода в атмосфере каменноугольного периода как раз и объясняет гигантские размеры насекомых, чье трахейного типа дыхание накладывает ограничение на длину трахеол, и, следовательно, на размер особей. Лишь в течение пермского периода (начался 285 миллионов лет назад) появляются более высоко организованные формы насекомых и наблюдается уменьшение их размера.Из современных насекомых гигантов южноамериканская совка-тизания в размахе крыльев достигает 30 сантиметров, а индийская бабочка-атлас – 25 сантиметров. Эти их показатели почти такие же, как у скворца. Гигантский индонезийский палочник, внешне похожий на крупную ветку, только в 4-5 раз короче человека – его длина 38 сантиметров. По тяжести даже самые крупные и массивные насекомые в сотни раз уступают человеку. Самое тяжелое ныне живущее насекомое – жук-голиаф, обитающий в Экваториальной Африке: при длине тела 15 сантиметров имеет массу до 100 граммов, примерно столько же, сколько мышью. Почему же нет насекомых размером и весом хотя бы с кошку? Здесь ограничения связаны прежде всего со способом дыхания. У насекомых нет легких. Они дышат с помощью системы трубок – трахей, пронизывающих и оплетающих весь организм. Трахеи открываются наружу по бокам тела и действуют на основе проникновения и движения газов. Кислород поступает в трахеи, а оттуда доходит до всех органов и частей тела. В обратном направлении движется и рассеивается углекислый газ. Такая дыхательная система хорошо, без сбоев, работает в том случае, если трубочки короткие. Длинные малоэффективны. Многие насекомые регулируют циркуляцию воздуха, раздувая и сжимая брюшко, работая им как насосом. При этом дыхательные трубочки не сплющиваются, так как укреплены внутри утолщением в виде спирали. Они то удлиняются, то укорачиваются, словно меха гармошки. Но такие органы дыхания функционируют нормально при размерах тела 40 сантиметров в длину и около 3 сантиметров толщиной. Если бы эти показатели были намного больше, насекомые страдали бы от кислородного голодания и были бы слишком сонными, нежизнеспособными. Другая причина малых размеров насекомых заключается в том, что их тело заключено в наружный хитиновый покров, масса которого должна увеличиваться с ростом линейных размеров. Мышцы, приводящие тело в движение, заключены в трубчатые конечности, ограничивающие пределы увеличения мышечной массы. Крупные насекомые неуклюжи и медлительны, они становятся легкой добычей хищников. Миниатюризация – одно из основных направлений эволюции насекомых. В результате миниатюризации многие насекомые по размерам становятся сравнимы с одноклеточными организмами, а некоторые даже существенно меньше. Размер тела, особенно предельно малый, – важная характеристика животных, которая во многом определяет морфологию, физиологию и биологию вида. Вместе с предельно малыми размерами насекомые демонстрируют огромный разброс размеров. Длина мельчайшего насекомого отличается от длины самого крупного более чем в 2000 раз, что существенно превышает разброс размеров в любом из классов позвоночных животных. Закономерности, связанные с уменьшением размеров тела, описаны для многих позвоночных, а для насекомых практически неизвестны. Размер мельчайшего насекомого – паразита-яйцееда из семейства Mymaridae равен 140 мкм, а размер мельчайшего свободноживущего насекомого – жука из семействаPtiliidae равен 300 мкм. Перокрылки и мимариды живут в “микромире”, где сила поверхностного натяжения жидкости, капиллярные и электростатические силы больше их собственного веса, поэтому строение мельчайших насекомых представляет большой теоретический интерес и имеет фундаментальное значение. Но их наружное строение практически не изучено, а внутреннее не известно. Таким образом, изучение строения мельчайших насекомых позволяет существенно расширить представления о явлении миниатюризации в животном мире. Количество миниатюрных насекомых очень велико. В классе насекомые насчитывается 245 семейств, включающих представителей с длиной тела 2 мм и 106 семейств содержащих виды с длиной тела 1 мм. 52% семейств, включающих представителей с длиной тела 2 мм, входят в состав двух отрядов: Coleoptera и Hymenoptera. В размерном классе до 1 мм процент этих отрядов увеличивается до 69, а размерный класс менее 0,5 мм представлен исключительно видами этих двух отрядов. Среди насекомых (не включая Entognatha) только три семейства имеют представителей меньше 0,5 мм длиной – это Mymaridae и Trichogrammatidae (Hymenoptera) и Ptiliidae (Coleoptera). Вероятно, насекомые небольших и малых размеров явились наиболее приспособленными к условиям современной жизни. Это подтверждает уже само их существование. Мелкие насекомые способны использовать такую среду (укрытия, убежища), которая недоступна для животных более крупной величины. Только крохотные насекомые способны прокладывать коридоры между двумя кожицами листьев либо достигать полного развития в маленьком яйце другого насекомого или в семени растения. Конечно, существуют и пределы величины насекомых, менее или более которых не встречаются. Малые размеры насекомых, обеспечивающие выживание и способствующие созданию необходимых условий для существования даже в очень незначительных по размеру пространствах (небольшие обрастания на скалах, трещины в коре деревьев, почве и др.). Литература: 1. М. А. Козлов «Не просто букашки», Санкт-Петербург, Гидрометеоиздат, 1994. 2. О. Н. Прокофьев «Удивительное рядом» Москва, Просвещение, 1973. 3.А. А. Полилов Морфологические особенности насекомых, связанные с миниатюризацией. Москва 2006 4. П. И. Мариковский «Насекомые защищаются», Москва, «Наука», 1978. 5. Жизнь животных т. 3, Москва, «Просвещение», 1969. 6. Биология и анатомия. Универсальная энциклопедия школьника, Минск, «Валев», 1995. Всем известно, что многие насекомые могут издавать звуки: одни жужжат; другие скрипят, свистят и даже поют… Они вдохновляли многих поэтов, художников и даже композиторов. Но почему-то долгое время не могли вдохновить ученых. Лишь в ХХ в. биологи начали всерьез интересоваться тем, как и зачем насекомые и с помощью чего они издают звуки. Объясните на примере нескольких насекомых механизм общения друг с другом. Приведите примеры наиболее интересных случаев (не менее пяти). Как люди в практике применяют звуковое разнообразие насекомых? Довольно многие виды жуков производят различные звуки (писк, скрип, щелчки), которые получаются за счет трения хитиновых поверхностей на различных частях тела. Например, очень сильный скрип издает жук-дровосек при движениях головой; жук-щелкун щелкает при каждом движении головы. Большой навозник гудит в полете, но этот звук возникает от сильных взмахов крыльев. Один из видов жуков-точильщиков («часовщик») живет в древесине, и его «тиканье» можно услышать в бревнах старых жилых домов и хозяйственных построек. Этот жук, точа древесину и прокладывая в ней ход, время от времени прерывает свою работу, поджимает усики и передние ножки, поддерживая тело главным образом средней парой ног. Затем толчком подавая тело вперед, ударяет о древесину лбом и передним краем грудного щитка. Двигаясь быстро вперед–назад, как живой челнок, жучок производит равномерные, отчетливо слышимые щелчки, очень похожие на тиканье ручных часов. Бабочка «мертвая голова» издает резкий, скрипучий и свистящий «крик». Некоторые натуралисты рассказывают, что когда берут эту бабочку в руки, она издает жалобные, похожие на стоны, звуки. По-видимому, эти звуки образуются за счет выдавливании воздуха из пищевода при его сдавливании. Некоторые бабочки трещат в полете, например, в бассейне реки Амазонки живут агеронии, издающие звук «трак-трак», но каким образом они это делают остается загадкой Стремительный полет некоторых бражников сопровождается легким жужжанием, слабый шум исходит от машущей крыльями бабочки, если держать ее около уха. Причина шума – в частоте взмахов крыльев насекомого, вызывающего колебания воздуха. Кузнечиков летом увидишь повсюду: на лугах, опушках леса, на полях, в огородах и садах. Эти существа интересны прежде всего тем, что поют. Инструмент, на котором играет кузнечик прост: у него на правом переднем крыле находится особая ячейка – круглая перепонка. Она способна вибрировать, усиливая звук, и называется тимпаном. Утолщения по краям тимпана образуют нечто вроде струн. А где смычок? Он на внутренней поверхности левого переднего крыла, лежащего поверх правого. Смычок это не что иное, как толстая зазубренная жилка. Заработали передние крылья – они сдвигаются и раздвигаются, вибрируют, смычок трется о струны, тимпан резонирует, повышая громкость стрекотания, слышимого с расстояния 30 метров. Такая музыка исполняется для привлечения невест, она же служит предостережением для других кавалеров: на чужой каравай рот не разевай. Выходит, кузнечики слышат и у них есть «уши»? Да, есть, но «уши» у них не на макушке, а на вершине голеней передних ног. Это камера, внутри которой расположена мембрана, реагирующая на перемещение звуковых волн. Таких «ушей» два, и прикрыты они пластинками, поэтому снаружи видны только узкие щелки. Поворачивая в разные стороны передние ноги, кузнечик проверяет звуковую ситуацию и определяет, где, с какой стороны исходит нужная звуковая информация для дальнейших действий. Этот простой слуховой аппарат воспринимает частоты в несколько раз более высокие, чем ультразвук. Цикады известны прежде всего тем, что они – самые громкие музыканты среди насекомых, играющие джаз-металл, хэви и другие пронзительные, оглушающие произведения, которые напоминают то звук циркулярной пилы, то резкие свистки паровоза, то монотонно звенящие трансформаторы электрического тока.. Древние греки обожали пение цикад, а римляне, наоборот, терпеть не могли – затыкали уши. Цикады, как музыканты, от рождения не скрипачи, как кузнечики и сверчки, а барабанщики. Их звуковые органы, своего рода барабаны, находящиеся внутри тела, в брюшке. Это пара больших, снабженных резонаторами барабанных перепонок. Цикада не бьет палочками по этим перепонкам, а вибрирует ими при помощи мышц, совершая до 600 колебаний в секунду. Вот эти молниеносные колебания-щелчки и слышны как металлический звон цикад. Они так громки потому, что многократно усиливаются большими воздушными брюшными полостями. Еще древнегреческий драматург Ксенархос Родосский около 2400 лет назад отметил, что самки цикад безмолвствуют, говоря: «Счастливо живут цикады, оттого что их женщины молчат». Так думали до 1959 года, а в упомянутый год изучением 19 видов европейских цикадок было выяснено, что поют у них оба пола, однако пение самок без особых усилителей не слышно для человеческого уха. Человека на земле окружают тысячи голосов. Одни он слышит и понимает, другие недоступны его слуху. Веками исчисляется история изучения "языка животных". В далекие-предалекие времена люди заметили, что животные издают звуки не просто так. Однако прошли тысячелетия, прежде чем стало ясно, что "братья" наши меньшие умеют говорить. Слова их - это звуковые сигналы, в которых закодирована самая разнообразная информация. При помощи звуковых сигналов лесные обитатели рассказывают о себе: к какому виду и полу они принадлежат, какие в данный момент у них намерения - собираются ли они храбро защитить свою территорию или созвать на обед соплеменников. Непосвященному человеку кажется, что пчела жужжит все время одинаково, однако, недавно ученые установили, что у этих насекомых, как и у многих других, существуют самые разные звуковые сигналы. Издавая один из них, пчела "говорит", что она нашла корм и сколько метров до него лететь. Комары тоже все пищат по-разному. А в результате никогда не происходит нежелательных знакомств: комар одного вида устанавливает контакт лишь со своимсородичем. У звука, как известно, несколько характеристик. Его силу принято выражать в децибелах, а частоту (количество звуковых волн, или колебаний, в единицу времени) - в герцах. Один герц (1 Гц) - это одно колебание в секунду, 10 Гц - 10 колебаний и т.д. Чем больше частота, тем выше (тоньше) звук и наоборот. Звук, имеющий частоту выше 20 000 Гц (20 кГц), принято называть ультразвуком, ниже 20 Гц - инфразвуком. Мы с вами способны воспринимать звук именно в этом диапазоне, от 20 Гц до 20 кГц. Но для насекомых это не предел. Так, несколько видов кузнечиков слышат ультразвуки с частотой 70 кГц, а ночные бабочки улавливают колебания более 200 кГц, что в 12 раз превосходит возможности слуха человека. У насекомых слышат не только взрослые особи. Опыты английских ученых Л. Коха и Д. Хаксли с гусеницами бабочек медведиц и пядениц показали, что они воспринимают звуки, причем на некоторые реагируют довольно странно. Звуки музыки, как это ни удивительно, вызывали у гусениц агрессивную реакцию. При первых тактах они испуганно замирали, затем пытались убежать. Если звуки не прекращалась, гусеницы вставали в позу угрозы. Ну что поделать, не любят они музыку! Биологи долго ломали головы, пытаясь понять, чем же слышат эти мягкотелые и немузыкальные создания. Оказалось, что они воспринимают звуки многочисленными волосками, покрывающими их тело. Гусеницы медведиц и название свое получили за густой мех, а вот у гусениц пядениц волоски тонкие и прозрачные, практически невидимые невооруженным глазом. А каково же значение в жизни насекомых звуков, издаваемых ими самими? У кузнечиков "пение" играет очень важную роль в продлении рода. Самца, самозабвенно выводящего рулады, слышат многие самки его вида. Однако на свидание к нему спешат только неоплодотворенные. Таким образом, звук очень облегчает одиноким дамам поиски вакантного кавалера. Похожее значение имеют "песни" в жизни комаров. Почти все самцы пищат одинаково. А вот самки - такие затейницы! Мало того, что они пищат совсем не так, как самцы. Оплодотворенные самки "звучат" иначе, чем неоплодотворенные, взрослые - не так, как юные или очень старые. Все это здорово облегчает жизнь комариным самцам, которые обычно стремятся к неоплодотворенным не слишком юным и не слишком старым комарихам. "Пение" прекрасных дам комариные кавалеры воспринимают усиками-антеннами. Причем чем пушистее усы, тем лучше слух. Наиболее пушистыми усы комаров-самцов становятся только в определенном возрасте. А безусым, вернее, неперистоусым юнцам разыскивать партнерш еще рановато. Самкам же комаров усы вообще не нужны, поскольку они партнеров не разыскивают - сами прилетят. Еще одна интересная особенность роскошных усов комариных кавалеров - они не могут быть использованы для восприятия других звуков. Подобно радиоприемнику, они настроены только на одну частоту - ту, которую издают крылья самки, находящейся в нужном состоянии. Интересно, что к выводу о том, что комариные самцы разыскивают подруг с помощью слуха, первым пришел не биолог, а американский инженер Х. Максим, вошедший в историю как изобретатель станкового пулемета. Устанавливая цепь электрических фонарей, он обратил внимание, что вокруг трансформаторов толчется рой перистоусых комаров-самцов. Свои наблюдения Максим пытался опубликовать, но был осмеян... Таким образом, звук помогает отыскать насекомым друг друга в брачный период, но это не единственная его роль. Звуком насекомые предупреждают соперников, чтобы те держались подальше. Кроме того, звуком можно подавать сигналы о грозящей опасности. Вспомните "обморочных" бабочек на даче у американского ученого. Дело в том, что ночные бабочки способны слышать летучих мышей. Эти опасные охотники, отыскивая пищу, используют ультразвук. Так вот, бабочки, уловив его, спасаются кто как может: одни "теряют сознание" и падают вниз, другие резко меняют траекторию полета. И комариным самкам-кровососам писк нужен не только для привлечения самцов-вегетарианцев - он еще может служить и предупреждением об опасности. Когда какая-нибудь из комарих спасается бегством, она издает более пронзительный звук, и остальные, услышав его, реагируют соответствующим образом. У насекомых нередка мимикрия - явление, когда вполне безобидные виды маскируются под ядовитых, жалящих. У мух-пчеловидок и осовидок эта имитация зашла еще дальше: они копируют не только внешний вид и окраску, но и звук, издаваемый пчелами и осами при полете. Так, летающая оса делает 150 взмахов в секунду, и подражающие ей мухи почти столь же - 145-147. Птицам и млекопитающим эти звуки кажутся одинаковыми, а вот сами насекомые их отчетливо различают. И никогда муха не спутает осу со своей родственницей и наоборот. Это очень удобно: и свои узнают, и чужие боятся. Особенно важен звук для общественных насекомых, чьи колонии живут и функционируют как единый слаженный организм. Для поддержания нормальной работы такой сложной структуры у термитов, пчел, муравьев и некоторых других видов существуют разные способы: "языки" запахов, жестов и, конечно, звуков. Термиты, например, предупреждают друг друга о надвигающейся опасности не только специальными веществами - феромонами страха, но и особыми звуками. Трудяги-пчелы обычно не воюют, но если надо защитить дом, они издают крыльями особый звук, одновременно распространяя вокруг себя "запах атаки", и дружно кидаются в бой. Звук для пчел - и пропуск в улей. Как вы уже знаете, налегке пчела делает около 400-450 взмахов в секунду, а несущая добычу в улей - около 330. Для нашего уха эта разница почти неуловима, а вот для пчелиных сторожей, которые охраняют улей, она очень заметна. И эти строгие охранники ни за что не пропустят в дом пчел, вернувшихся порожняком. И уж тем более не позволят проникнуть пчелам-мародерам, которые вместо того чтобы трудиться над цветами, только и ждут возможности украсть нектар в чужом доме. Не менее важен звук и для передачи информации пчелами-разведчиками. Во время своих знаменитых танцев они сообщают сородичам, где и в каком количестве находятся цветы, полные желанного нектара. Зоологи установили, что их рассказ состоит не только из движений и запахов, но и сопровождается гудением определенной частоты. Узнав о роли звука в жизни насекомых, ученые стали пытаться использовать эти знания на практике. Например, в 1948 г., через 70 лет после наблюдений Х.Максима, были сделаны попытки отпугивать комаров или заманивать их в ловушку с помощью звуков определенной частоты. Это оказалось не так-то просто, так как эти насекомые могут слышать звук только на очень небольшом расстоянии. Но ученые продолжают работать в этом направлении. Звуком удавалось отгонять от полей голодную саранчу. Аппараты, звук которых призван отпугивать комаров, сейчас появились в продаже. Реклама, разумеется, расписывает их эффективность, но далеко не все потребители соглашаются с этим. Все эти разработки - только первые шаги, и очень большая работа по выяснению того, о чем "говорят" и "поют" насекомые, еще впереди.

Похожие:

	Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Но когда они употребляются для обозначения неопределенного количества сотен, тысяч, миллионов, то они переходят в разряд существительных...		«Проекты классных руководителей» Номинация Среди десятков, сотен, тысяч принимаемых человеком решений ни одно не может сравниться по своему значению, по роли, по влиянию на...
	«Насекомые» Демонстрационный материал: 1 картинки с животными, птицами, бабочкой; 2 эталоны по понятию «животные» и признаками животных; 3 опорные...		Реферат по теме: Легенды и мифы Крыма Та самая выдумка, которая раскрашивает даже самое серое и скучное явление яркими красками. Прикоснёмся же и мы к Крымским легендам...
	Реферат по биологии на тему “ насекомые” Более того, насекомые оказались первыми на Земле животными, освоившими воздушную среду, и произошло это 300 320 млн лет назад. Лишь...		Методические рекомендации по применению/ Горно-Алтайск 2006 г Но, к сожалению формы проведения учебных занятий остаются такими, какими они были, когда трудоустройство было гарантированным, а...
	Урок №7 Тема: «Системы перевода и распознавания текстов» Компьютерные словари могут содержать переводы на разные языки сотен тысяч слов и словосочетаний, а также предоставляют пользователю...		Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Давайте вспомним, с какими группами животных мы уже познакомились. (рыбы, насекомые)
	Реферат симметрия в природе номинация «Математика вокруг нас» Знаменитый академик В. И. Вернадский считал, что «… представление о симметрии слагалось в течение десятков, сотен, тысяч поколений....		Курсовая работа «Корпоративная культура Иркутского диагностического центра» Только в рамках современных организаций, объединяющих и координирующих усилия сотен и даже тысяч талантливых и высококвалифицированных...
	Реферат на тему: «кумиры зарубежной рок-музыки» ...		Межпредметные связи информатикой с другими общеобразовательными предметами Сезонные изменения в растениях, особенности восприятия звуков и запахов животными
	Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Цель: ввести понятие подобных фигур, подобных треугольников, научить на основе определения подобных треугольников доказывать подобие...		Живое отличается от неживого Размножение — это процесс: а увеличения числа клеток; в воспроизведения себе подобных
	Механизмы безнаказанности на Северном Кавказе (2009-2010 гг.) как они работают? Рсчс. Разработанные специалистами г. Санкт-Петербурга, они рекомендованы для практического использова­ния на предприятиях города...		Ding an sich; things in itself; chose en soi; cosa in se), философский... Различие это рассматривалось ещё в древности, но особое значение приобрело в 17-18 вв., когда к этому присоединился вопрос о способности...