Харчові стратегії комах

Жданова Т. Д.

Споживання їжі і води має велике значення для життєдіяльності тварин, у тому числі і комах. Завдяки малим розмірам задовольнити такі потреби їм набагато простіше, ніж великим тваринам. Адже деяким для бенкету більш ніж достатньо крихти їжі і краплі роси. Для загальної маси комах їстівним є велике розмаїття об'єктів. Крім традиційною у нашому розумінні рослинної й тваринної їжі, вони в залежності від видової приналежності харчуються шкіряними та вовняними виробами, папером і музейними опудалами, тютюном і перцем і багатьом багатьом іншим. Чи не харчуються в основному ті комахи, у яких коротке життя, - поденки, ручейников, самці комарів і деякі метелики. У них і рота для цього немає. Адже головне призначення цих комах - зробити потомство, яке буде жити довше своїх батьків і при цьому активно харчуватися.

Харчова поведінка проявляється у вигляді піщедобиванія або захоплення їжі, її накопичення запасів, виробництва продуктів харчування і т.п.

Способи піщедобиванія

На перший погляд може здатися, що дії тварин при добуванні їжі не відрізняються складністю. Вони знаходять її де попало і ловлять, як вдасться. Проте насправді це не так. Тварини, у тому числі й комахи, мають для цього складним інстинктивним поведінкою. Представники кожного виду наділені певним способом, своєю стратегією добування їжі. Вони від народження вміють робити все необхідне, щоб прогодуватися, хоча деякі прийоми купуються або удосконалюються в процесі життєдіяльність.

Стратегія піщедобиванія комах залежить від того, чи є вони рослиноїдних, м'ясоїдними або всеїдними. У рослиноїдних комах пристрій і спеціальні системи організму, а також особливості харчової поведінки відотіпічни і забезпечують їх живлення листям, корою, корінням, насінням і плодами рослин. Так, більшості комах, що живуть у грунті, дані прекрасні сенсорні системи для орієнтації по концентрації речовин, які розчинені в грунтової вологи. Вони сприймають буквально молекули вуглекислого газу, що виділяється корінням рослин. Газ привертає до них як до харчових джерел личинок Хрущов, дротяника і багатьох інших. Хижі комахи харчуються іншими живими істотами. Причому одні комахи наділені стратегією поджіданія видобутку в засідці, інші - активно полюють, третій пробираються за видобутком у чужий стан, «вбравшись» попередньо в одяг друзів і т.д. Багато комахи всеїдні. Так, мурашки в Залежно від своєї видової приналежності поїдають рослини, гриби, живих істот та їх виділення. При цьому вони забезпечені досить універсальними стратегіями добування їжі.

підстерігають мисливець

Класичним зразком підстерігають мисливців, званих «засадники», є Богомол. Для цього він забезпечений і особливої інстинктивної стратегією і всіма необхідними пристроями. Він може годинами, не рухаючись чекати свою здобич. Тільки голова його знаходиться в безперервному русі пошуку харчового об'єкту. Як тільки дрібна метелик, муха або інше комаха є поруч, мисливець демонструє точну реакцію схоплювання. Таке піщедобивательное поведінка забезпечене особливим пристроєм його організму. По-перше, незважаючи на своє велике тіло, Богомол майже не помітний серед трави і сухих стебел завдяки зеленуватого або сіро-бурого протекційним забарвленням, а також подовження тіла. По-друге, ноги у богомола, хоча і тонкі, але дуже міцні, тому чудово тримають його тіло, напружившись в боргом очікуванні здобичі. А хапальні ноги здатні з швидкістю блискавки викидатися у бік видобутку. По-третє, мисливець оснащений добре розвиненими очима, які дуже рухливі і швидко фіксують найменший рух об'єктів. Організм комахи забезпечений і відмінною системою координації та управління рухами. Сигнали, одержувані зоровими аналізаторами від рецепторів очей, миттєво обробляються в «мозковому центрі», потім потрібна команда надходить до органів руху і спрацьовує хапальний рефлекс. Усе взаємопов'язано і доцільно.

Полювання в чужому «вбранні»

Цю стратегію добування їжі, що вимагає ретельної попередньої підготовки, розглянемо на прикладі зелених сетчатокрилих личинок. Вони полюють за волохатою вільхової попелиць, яка своїми солодкими виділеннями годує мурах і знаходиться під їх захистом. Щоб обдурити мурах, личинки збирають з попелиць віск і спритно наносять на себе. Для утримання воску їх спина забезпечена спеціальними гачками. Надівши «вбрання» попелиці з її запахом, личинки безперешкодно полюють в чужому таборі. Інакше вони були б вигнані мурахами. Поза сумнівом, личинка не знає їх психології, не продумує стратегії полювання в обману «вбранні», не розробляє технології зняття з попелиці та нанесення на себе захисного воску. Генетична програма забезпечує створення організмом доцільних пристроїв і системи управління всім комплексом її інстинктивних поведінкових дій.

Активна полювання

Бабки полюють виключно в повітрі. Це справжні віртуози блискавичної атаки, що не мають собі рівних серед представників класу комах. Адже їх видобутком є досить рухливі двокрилі кровоссальні комахи - комарі, мошки, мухи. Постійне ширяння бабок в повітрі забезпечується особливим пристроєм їхніх крил і мускулатури. Крила з сильно розширеної до основи передньої парою представляють собою вчинені літальні механізми, яких у тваринному світі знайдеться небагато. Потужна мускулатура дозволяє цим надзвичайно витонченим і швидким комах відпочивати безпосередньо в польоті. Особливим чином влаштовані і величезні очі бабки, що складаються з тисячі і більше фасеток. Вони і тонка гнучка шия дані комасі для огляду відразу все навколо і швидкого реагування на зміну ситуації.

У мешканців прісних водойм свої стратегії добування їжі. Так, прекрасний плавець гребляк забезпечений широкими плоскими задніми ногами. Працюючи ними як веслами, комахи дуже швидко наздоганяють видобуток - личинок комарів, водяних молюсків і навіть маленьких рибок. У жуків-плавунців ноги теж діють на зразок веселий. Причому і ліва і права нога гребуть одночасно, подібно до того, як це робить весляр в човні. А водяний скорпіон наділений стратегією поджіданія жертви, сидячи в засідці. Причаївшись в підводних заростях, він несподівано нападає і блискавично хапає здобич. Захисна забарвлення робить його схожим на побурілі лист, завдяки чому цей щасливий мисливець ще й стає невидимим для ворогів.

Личинки ручейников здебільшого створюють на тілі захищають їх будиночки-чохлика. Але личинки деяких їхніх видів виготовляють для себе не укриття, а майстерно плетуть спеціальні ловчі тенета. Вони вигляд мають ніжних, ледь помітних під водою прозорих мішечків, або сачків, прикріплених до рослин. Ця чудова мережу з маленькими осередками певного малюнка служить для лову дрібних ракоподібних, личинок поденок та інших живих істот, принесених течією. Личинки таких ручейников подібні павукам тенетнікам, але тільки їх ловчі мережі розраховані на водне полювання.

Комахи-заготівельники

У зв'язку з тим, що протягом року кількість їжі, як правило, неоднаково, деяким комах доводиться її запасати. Розглянемо, як вони це роблять.

Спадкова програма управління харчовою поведінкою суспільних комах, по-перше, дозволяє їм збирати врожай, щоб зробити запаси на період нестатку кормів, а по-друге, визначає всі доцільні дії по їх збереженню. Так, терміти-женці певним способом нарізають траву і ретельно сушать її перед закладкою в сухі гнізда. Мурахи-женці збирають насіння рослин, складають їх в підземних коморах і час від часу виносять на поверхню для просушування. Існують навіть мурахи-землероби. Як ні важко повірити, але маленькі безхребетні тварини можуть цілеспрямовано вирощувати і запасати зерно. Наприклад, бурі мексиканські мурахи-хлібороби сіють зерна і збирають жнива, як справжні хлібороби. А мурашки деяких видів наділені не менш дивним інстинктивним поведінкою, спрямованим на вирощування і збирання грибів, тим самим, забезпечуючи себе цілорічної їжею, багатою білками і вітамінами.

Вище вже говорилося, що жук-гнойовик, завдяки інстинктивним поведінковими проявами і доцільним пристроїв скачує ідеальні кулі із гною. При цьому жук скарабей, або священний копра, одні кулі особливої форми робить для своїх відкладання яєць, а інші, круглі, він використовує в їжу. Такого кулі, розміром з плід великої абрикоси, а часом і з кулак, скарабеєві достатньо для безперервної 12-годинний трапези. Після чого він знову відправляється скачувати наступний харчової кулю. Інстинктивне поведінка дозволяє жука виконувати досить складні маніпуляції. Він ретельно підбирає необхідну для основи кулі шматочок гною, попередньо оцінивши його якість за допомогою своєї сенсорної системи. Потім жук очищає його від налиплого піску і сідає на грудку, обхвачувавши його задніми і середніми ніжками. Повертаючись з одного боку в бік, він вибирає потрібний матеріал для побудови і котить кулю в його бік. Якщо стоїть суха спекотна погода, жук працює з величезною швидкістю. Він скачує кулю за лічені хвилини, поки гній ще вологий. Всі рухи жука з виготовлення кулі чіткі, налагоджені, навіть якщо він робить це вперше. Адже послідовність доцільних інстинктивних дій записана в спадкової програмі комахи. А в управлінні ними беруть участь аналізатори, утворюють складну мережу в його організмі. Після закінчення роботи скарабей котить куля задніми ногами до своєї норки, рухаючись задом наперед. При цьому жук завидне проявляє завзятість, штурмуючи зарості рослин і горбики землі, витягаючи куля з ложбінок і канавок. Для перевірки завзяття та кмітливості гнойовика був поставлений цікавий експеримент. Шар прикололи до землі довгою голкою. Жук після довгих мук і спроб зрушити його з місця став робити підкоп. Виявивши голку, скарабей марно намагався підняти кулю, діючи спиною як важелем. Поруч лежав камінчик, але використовувати його в якості опори Жук не здогадався. Коли присунули камінчик ближче, скарабей негайно на нього заліз і зняв свою кулю з голки. Гнойовик роблять харчової ком самостійно, не допомагаючи один одному. А іноді вони навіть намагаються викрасти чужий харчової кулю у сусіда. При цьому грабіжник може разом з господарем докотити його до потрібного місця, і поки той копає нірку, потягти здобич. А далі, якщо він не голодний, кинути його, попередньо трохи покатавши «для задоволення». Часто у скарабеїв трапляються бійки навіть у місцях достатку гною, як ніби їм загрожує голодна смерть.

Пристрої й процеси для споживання їжі

Комахи зазвичай не годуються безперервно. Споживання їжі в певний час припиняється. Наприклад, у мух воно переважно регулюється периферичних, тобто мало залежить від центральної нервової системи. Сигнал для початку харчового споживання йде від периферичних рецепторів, а гальмування - від розтягнутій передньої кишки. У системі цих процесів бере участь складна біохімічна інформація.

Цікаво, що саме на харчових реакціях засноване переважна більшість методик вивчення безумовних і умовних рефлексів, властивостей пам'яті, елементарної розумової діяльності тварин.

Як приклад універсального пристрою для споживання їжі може служити багатофункціональний хоботок-«комбайн» мухи. Подушечкою на хоботку вона лиже або фільтрує їжу. А щоб з отвору хоботка з'являлися зуби, муха піднімає подушечку вгору. За допомогою зубів вона шкребе і подрібнює їжу. А коли мусі необхідно вжити рідку їжу, зуби відгинаються, і рідина всмоктується через отвір хоботка. Такі чудові «Комбайни» мають багато комахи - майже всі метелики і двокрилі, клопи, попелиці, цикади, воші, жуки. Довгий хоботок мають дліннохоботнік, мухи жужжали, деякі самці комарів. А метелики Бражники за допомогою довгий хоботок п'ють нектар квіток, зависаючи над ними, як пташки колібрі.

Доцільні фізіологічні механізми комах забезпечують їм традиційні травні процеси. А спадкова програма допомагає організму враховувати і вирішувати безліч різних проблем, в тому числі пов'язаних зі споживанням їжі, що містить отруйні речовини. Прикладом може служити організм американського кільчастого коконопряда, переважно харчується листям дерева вишні. З кожним шматочком листа він поглинає смертельну для себе дозу ціаніду. І при цьому комаха залишається неушкодженим. Як же йому це вдається? Адже в листі вишні це хімічна речовина пов'язано з двома молекулами вуглеводів, і звичайна система травлення, розщеплюючи ці цукру, вивільняє отруту. Виявляється, особлива система кільчастого шовкопряда вивільняє тільки один з цукрів. У результаті цього ціанід залишається пов'язаним і не робить шкоди комахи.

симбіотичні зв'язку

Симбіоз - це співжиття організмів різних видів, які пов'язані взаємовигідними відносинами для обох партнерів, у тому числі харчовими. Одним із прикладів такого симбіозу служать личинки деяких жуків-точильником, які здатні жити і за рахунок деревини і будь-який рослинної, а іноді й тваринної їжі. Відомі випадки, коли вони нормально розвивалися, харчуючись тільки сушеним м'ясом. Учені розгадали секрет здібності личинок жуків засвоювати їжу в такому широкому асортименті. Це забезпечується видоспецифічність (специфічністю для даного виду) їх системи травлення. По-перше, організм личинок наділений багатим набором кишкових ферментів для засвоєння цукрів, білків, крохмалю. А по-друге, в їх тілі існують особливі освіти - міцетоми, де розмножуються і активно переробляють клітковину певні мікроорганізми. Вони ще й забезпечують личинок найбільш дефіцитними азотовмісних речовин, які присутні в деревині в занадто малих кількостях. Роль цих мікроорганізмів-симбіонтів настільки велика, що вони спеціально передаються з покоління в покоління. Відкладені самкою яйця відразу ж заселяються цими мікроорганізмами і свого часу переходять на тіло вилупилося личинки. А далі вони розмножуються в створюваних організмом комахи міцетомах і допомагають йому справлятися з клітковиною.

Приклад симбіотичних зв'язків демонструють нам і рослиноїдні терміти, які в основному живляться мертвою деревиною. Для її перетравлення існують певні бактерії і одноклітинні жгутикові істоти, які мешкають в кишечнику термітів.

Дивовижний Симбіотичний союз забезпечує життєдіяльність і вищезгаданої нафтової мухи. Для розщеплення парафіну нафти в її кишечнику мешкають особливі бактерії-симбіонти. Тут також все розраховано на взаємовигідні, партнерські відносини з одноклітинними. Тобто, спілкування настільки різних істот дозволяє проводити в їх організмах складні хімічні реакції, від дії яких виграють обидві сторони.

«Відносність жорстокості при живленні»

Великий німецький поет Гете був ще й досить відомим природодослідником. Свої думки про життя тварин він виклав у багатьох біологічних роботах. У статті «Відносність жорстокості при живленні» Гете піднімає одну з найбільш важливих проблем - про ставлення людини до тварин, які змушені здобувати собі прожиток даним їм способом: «Звичайно про вужів і змій думають, що вони люті хижаки, так як ці тварини ловлять і ковтають свою здобич: жаб, мишей та інших. А хіба не те ж саме роблять наші улюблені співучі пташки, які також хапають і проковтують живими мух і жуків? Хіба ще не більше жорстоко те, що вони клюють живих гусениць, поки НЕ розірвуть їх на зручні шматки? Однак ніхто не називає їх хижими або лютими тваринами тому лише, що їжею їм служать комахи. Навпаки того, з огидою дивляться на вужа, коли він при годівлі повільно проковтує жабу. Пояснюється це тим, що в жабі ми визнаємо хребетна тварина, влаштоване подібно нам самим. Тому ми, не задумуючись, вирішуємо, що вона відчуває так само, як і ми, і в даному випадку їй боляче. Навпроти того, жуків і з собою і тому байдуже дивимося на їх муки, хоча, напевно, ці тварини відчувають набагато досконаліше, ніж жаба; безсумнівно - це несправедливість, що залежить від того, що ми знаємо поверхнево життя тварин! Взагалі несправедливо судити про вчинки тварин так, як ми судимо про власних, і вважати, наприклад, жорстоким їх спосіб добування їжі. Тварина робить при цьому те, що йому визначила природа. Тоді як ми самі дійсно були б жорстокі, якби стали надходити в цьому випадку так само, як вони, тому що ми можемо здобувати собі прожиток, обходячись без жорстокостей ».

Список літератури

Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://www.portal-slovo.ru/