Захисні властивості організму

Жданова Т. Д.

Комахи більшості видів служать здобиччю для багатьох тварин, тому здатність уникати хижаків і захищатися надзвичайно важлива для збереження життя особин і виживання популяції в цілому. Незважаючи на малі розміри, слабосіліе комах, безліч ворогів і втрати цей клас активно живе, займаючи на Землі свої стійкі екологічні ніші. Зумовлено це тим, що комахи, як і будь-які живі істоти, спадково забезпечені всім необхідним для збереження життя. Це і доцільне будову організму, і оборонна (захисне) поведінка, що забезпечує безпеку, і усунення загрози життю особин. Така поведінка включає пасивно-оборонні реакції і активний захист себе, свого житла і території. До основних захисним пристроїв і процесів відносяться різні типи захисної забарвлення і форми живої істоти, виробництво отруйних речовин і пігментів і органи їх виділення. Серед різноманітних засобів захисту від ворогів особливо часто зустрічаються біг (наприклад, у турунів навіть личинки з бегательнимі ногами), стрибки (земляні блішки), швидкий зліт (скакуни, златки), падіння з рослин з підігнутими кінцівками і здатність прикидатися мертвими (сонечка), а також маскувальна забарвлення, взбризгіваніе їдкою або пахучої рідини. Багато комахи використовують всі дані їм можливості для комбінованого захисту від хижаків.

Маскування і демонстрація

Розрізняють три типи захисної забарвлення і форми тіла: маскування, мімікрію і демонстрацію. Комахи, як і багато тварин, не тільки ховаються від хижаків у сховищах, а й маскуються, ховаючись від їх око за допомогою протекційним забарвлення. Вона робить їх менш помітними в місцях проживання, дозволяючи злитися з фоном. Або, навпаки, яскравість кольору і специфічність малюнка служать попередженням ворога про отруйність комахи. Одним з типів захисного фарбування є і мімікрія.

Забарвлення і форма тіла комахи переважно відповідають особливостям його місцеперебування. Біологічні, морфологічні і фізіологічні характеристики виду, які знаходяться у відповідності з навколишнім середовищем, називають життєвою формою. Наприклад, життєві форми саранчових об'єднані в два класи: мешканці рослин (фітофіли) та жителі відкритих ділянок на поверхні грунту (геофіли). Так, що живуть серед зелені особи - зелені, і забарвлення їх здатна дивним чином змінюватися аж до жовтої в міру висихання рослинності.

Забарвлення і форма тіла гусениць тісно пов'язані з їхнім способом життя. Протекційне забарвлення найчастіше дана тим гусеницям, які ведуть відкритий спосіб життя. Вона чудово гармонує з навколишнім фоном. Причому ефективність такого забарвлення підвищується завдяки специфічності малюнка. Наприклад, у гусениць бражника по зеленому або сірому тлу прокладені косі смужки. Вони як би ділять тіло гусениці на відрізки, що робить її ще менш помітною на строкатою зелені. Схожість з частинами рослин, на яких живе гусениця, збільшується поєднанням протекційним забарвлення з характерною формою тіла. Так, гусениця п'ядуна походить на сухі сучки.

Комахи, забезпечені протекційним забарвленням і формою тіла, подібними з листям, гілочками або навіть на пташиний послідом, часто поєднують це з особливим інстинктивним поведінкою. Вони здатні оцінювати ситуацію і відповідно до неї розташовуватися по відношенню до оточуючих об'єктів, приймаючи різні маскувальні пози. Так, що нагадує лист коник з метою захисту від хижаків або сидить нерухомо з щільно стиснутими крилами, імітуючи стебло, або тримає крила розпрямленими, стаючи схожим на лист. Протекційне забарвлення і маскувальні пози можуть сприяти як пасивного збереження життя комах, так і кращим можливостям для полювання. Наприклад, як було показано вище, Богомол - хижак, і завдяки ефекту маскування може довго сидіти нерухомо, чекаючи свою жертву. Крім того, він здатний добре замаскуватися із захисною метою.

Комахи деяких видів наділені строкатою демонстраційної (загрозливою) забарвленням. Вона є сигналом для їх ворогів: «Не чіпай! Небезпечно для твого життя! ». Наприклад, птиця, скуштувавши неїстівну сонечко або жалючою комаха, добре запам'ятовує неприємний урок і яскраву забарвлення комахи. Застережлива забарвлення може бути у особи постійної, як у жалячих комах, або з'являється в небезпечний момент, «спалахуючи», коли комаха приймає позу загрози. Багато гусениці теж наділені демонстраційної забарвленням тіла, що свідчить про їх неїстівними. А наприклад, в античної Волнянка ефект такого забарвлення залежить ще й від кольору волосяного покриву. Ця гусениця має химерний вигляд - з яскравими червоними і чорними плямами з світлого тла і з пучками чорних і жовтих волосків різної довжини.

Мимикрия

Мимикрия - це ефект наслідувального схожості з формою і забарвленням тіла представників незахищених видів комах з більш захищеними. Або це зовнішню схожість тварин з об'єктами навколишнього середовища. Мимикрия є ще однією з багатьох загадок незбагненної складності і доцільності пристрої організмів і поведінки особин. Багато вчених вважають, що вона не могла стати результатом спроб і помилок. Одним із прикладів прояви такої мімікрії служить зовнішню подібність деяких метеликів білянок геліконід видів, різновидів південноамериканських булавоусих метеликів. Багато з геліконід володіють різким запахом і неприємні на смак, завдяки чому їх не чіпають птахи. А метелики білянки наділені цілим комплексом наслідувальних можливостей, щоб нагадувати свої прототипи. Вони тримаються поблизу літаючих або відпочиваючих геліконід, маючи не тільки подібну форму і забарвлення крил, але навіть характер польоту. У Південній Америці на одному кущі можуть розташовуватися метелика п'яти видів практично однаковою забарвлення. І хоча отруйні представники тільки одного виду, птахи не чіпають нікого.

Хто може напасти на перетинчастокрилих? Одного разу буде достатньо, щоб більше не захотілося. Під надійною охороною чужого страхітливого вигляду невразлива метелик-стеклянніца. Вона має жовте як у оси черевце з смужками і прозорі крила, які майже не несуть лусочок, - ну точна копія оси. Мухи-дзюрчалка теж дивно схожі на ос, а представники деяких їх видів - на шершнів. Ільниця-пчеловідкі нагадують бджіл, шмелевідкі - Джмелів, а жука-восковіка теж не відрізниш від джмеля. Безпечний європейський і південноамериканський шершневідний метелик теж захищений тим, що замаскований під жалючою шершня.

Метелики деяких видів мають на крилах яскраві плями в вигляді очей, що відлякують хижаків. Зазвичай крила сидить метелика складені, але при дотику до неї, вони миттєво розкриваються. Малюнок очей відлякує дрібних птахів. А деякі гусениці мають помилкові очі і наділені здатністю також звиватися всім тілом. Таке демонстраційне поведінка гусениці зазвичай відлякує від неї дрібних птахів і інших хижаків.

Цілком їстівний метелик-ведмежа зберігає життя завдяки ультразвукової мімікрії. Цей метелик наділений дивовижною здатністю «наслідувати» клацали високочастотним звуків, які видають для свого захисту тигрові нічні метелики. Адже летючі миші, які полюють за принципом ехолокації, уникають комах з клацали звуками. Їх спадкові знання, іноді доповнюються набутим досвідом, що показують, як правило, «звучить» видобуток отруйна або має огидний смак. Чому? Секрет простий - отруйні комахи використовують попереджають ультразвукові сигнали тому, що для кажанів, які полюють в нічний час, яскрава забарвлення не має значення. Заодно летючі миші не чіпають цілком апетитного метелика, «наслідувати» неїстівними.

пасивно-оборонні реакції

Щоб уникнути хижаків, основними пасивно-оборонними реакціями є завмирання, втеча, укриття в сховищах і інші доцільні поведінкові прийоми.

Для того, щоб швидко піти від ворога і залишитися неушкодженими, багато комахи мають напрочуд доцільними пристроями. Серед них - органи руху, які часто так досконалі і так гармонійно пов'язані з усім організмом, що забезпечують неймовірні результати. Так, жук-ковалики наділений сильними грудними м'язами і спеціальним механізмом на нижньому боці грудей, завдяки чому в разі небезпеки він високо підкидає себе в повітря. Жук довжиною в 1 см підстрибує на висоту близько 10 см. При цьому він видає гучний клацання, що відлякує хижаків. А відстань, на яке стрибає в таких випадках блоха, в 350 разів перевищує довжину її тіла. У перерахунку на зріст людини - це стрибок на висоту 600 м!

Багато комахи здатні в разі небезпеки завмирати або, як прийнято говорити, прикидатися мертвими. Наприклад, якщо потривожити жучка яблуневого довгоносика, він миттєво складає ніжки, падає з гілки на землю і якийсь час лежить там нерухомо. Цей рефлекс обміранія викликаний важливим для життя жучка інстинктивним захисним механізмом. Падіння з дерева забезпечує швидше, ніж пересування за допомогою лап, вислизання від ворога. А сіра забарвлення нерухомо лежить зі складеними ніжками маленького довгоносика, робить його не відрізнятись від грудочок грунту. Існує навіть сімейство «жуків-прітворяшек», які володіють подібними захисними здібностями, але відрізняються особливою швидкістю прояву рефлексу обміранія.

Рефлекс обміранія характерний і для сонечка. І хоча вона є активним мисливцем за попелицями, регулюючи кількість шкідників рослин, але при цьому сама чудово захищена від посягань будь-яких хижаків. Важливим способом її самозахисту є здатність прикидатися мертвою. Якщо цього Жучку загрожує небезпека, він, притискаючи до тіла вусики та ніжки, падає на землю і лежить там нерухомо. Як тільки небезпека минула, жучок миттєво оживає. Але якщо загроза залишається, сонечко виділяє жовтувату рідина, неприємну на запах і смак, яка відлякує ворога. І тоді її строката забарвлення служить підтвердженням того, що яркокрилий жучок отруйний і в їжу не годиться.

Захисний пристрій цвіркуна

Політ ворога цвіркунів - кажана зовсім безшумний. Почути її наближення і врятуватися зможуть лише ті, кому дана здатність вловлювати ультразвукові сигнали. Як же врятуватися нічному цвіркуни під час полювання кажанів? Звичайно, можна було б ховатися вночі в укритті, не попадаючись на шляху цих хижаків. Але тоді цвіркун не був би нічним. І все-таки він наділений необхідним пристроєм для порятунку - крихітним одноклітинні, але надзвичайно чутливим рецептором. Цей мініатюрний живої «прилад» вбудований в нервову систему цвіркуна. Він реагує на частоту звуку, що видається летючої мишею для її орієнтації в просторі. Рецептор цвіркуна, що приводиться в дію цієї частотою, випромінює імпульси - сигнали тривоги, які змушують комаха стрімко віддалятися від джерела звуку. Такий унікальний рецептор володіє ще однією властивістю, що здивував ентомологів. Виявляється, він включається тільки тоді, коли цвіркун знаходиться в польоті і стає вразливим для нічних хижаків. А в той час, коли комаха знаходиться в безпеці - відпочиває, харчується, піклується про потомство, -- рецептор «мовчить», не турбуючи даремно свого власника. Варто тільки цвіркуни злетіти і стати потенційною жертвою летючих мишей, як одноклітинний живий «Прилад» знову готовий відреагувати на ультразвукові сигнали хижака, підняти тривогу і врятувати комаха. Тут проявляється ідеальна доцільність і витонченість захисних механізмів і пристроїв комахи. Богомол для уникнення зустрічі з кажанами, поряд з прекрасним зором дані і особливі органи слуху. Вони розташовані на грудях між ногами і служать для сприйняття ультразвуку. У богомолів деяких видів, крім ультразвукового органу слуху, існує друге вухо, яке сприймає набагато більш низькі частоти. Функція його невідома.

Способи активного захисту

Захист комах від численних ворогів здійснюється не тільки за допомогою пасивно-оборонних реакцій і різних видів забарвлення. У разі небезпеки багато хто з них наділені здатністю активно захищатися. Зазвичай комахи використовують цілий комплекс різних захисних прийомів. Характерно поведінка жука польового скакуна - в момент небезпеки він дуже швидко тікає або полохливо пурхали і стрімко летить. Його практично неможливо зловити. Але якщо все ж таки вдасться схопити польового скакуна пальцями, він починає відчайдушно вириватися і люто кусатися своїми серпообразнимі щелепами. Все це змушує швидше відпустити жука, який миттєво ховається в безпечному місці. Існують і жалячі комахи -- бджоли, оси, джмелі, мурашки і деякі інші комахи забезпечені жалом для вприскування отрути. Воно використовується в небезпечний для комахи момент або для паралізації видобутку. У медоносних бджіл жало зазубрив і застряє в тілі що напав на неї тварини. І, не дивлячись на те, що після його висмикування бджола гине, така захисна реакція не проходить безслідно. Тварина, яка отримала болючий укол, назавжди запам'ятовує отриманий урок і більше не нападати на жалячих або зовні схожих на них комах. Тут проявляється не індивідуальна, а соціальний захист, від якої залежить захищеність цілого виду. На відміну від бджоли жало оси не застряє в тілі тварини, і вона може досить болісно жалити безліч разів. Забарвлення оси, як і бджоли (поєднання чорних і жовтих смужок), також є що попереджає, особливо для тих, хто раніше випробував на собі дію їх отрути: «Не чіпай, я боляче стиснув !».

Активно захищаються комахи і за допомогою неприємних на смак і запах або отруйних і їдких виділень. Біохімічні засоби для цієї цілі в потрібний момент виготовляються організмом комахи згідно спадкової програмі, що управляє комплексом захисних засобів і механізмів для виживання особи.

Розглянемо деякі з видів активного захисту комах.

Використання отрут

Одним з основних засобів для захисту і нападу в світі живого є отрути. Це виділення спеціальних залоз, які здатні відлякати, паралізувати або вбити супротивника. Серед комах багато отруйних видів, хоча поняття отруйності щодо. Для великих тварин укуси одних комах проходять майже безболісно, а отрута інших (жуки-наривнікі, жалячі комахи) викликає у них сильні алергічні реакції. Той же самий отрута для дрібних тварин може виявитися смертельним. Отруйні речовини застосовуються різними способами: вони або впорскується в тіло ворога, або оббризкують його струменем, або вистрілюють з вибухом і утворенням їдкого хмари.

Організм деяких комах здатний створювати для використання в якості отрути суміші, в яких понад 50 різних хімічних з'єднань. Вони викликають свербіж, біль, судоми і навіть руйнування клітин шкіри або панцира тварин. Встановлено, що представники деяких видів мурах після обприскування ворога мурашиної кислотою, поливають його сумішшю з двох складних хімічних сполук. Ці речовини, спеціально синтезовані організмом мурашки, хоч і приємно пахнуть лимоном, несуть в собі певну отруйність. Крім того, вони володіють важливою особливістю - сприяють проникненню мурашиної кислоти крізь зовнішні покрови тварини. Дослідження також показали, що хімічна лабораторія мурашки під управлінням вродженої програми створює і безліч інших захисних речовин. Серед них є навіть такі, які вбивають збудників холери, тифу і туберкульозу. Учені працюють над можливістю використання цих речовин у медичних цілях.

Мурахи відносяться до жалячих перетинчастокрилих, однак представники деяких їх видів можуть вибризгівать отруйну суміш на ворога, що знаходиться на достатньому великій відстані. Так роблять робочі мурашки з підродини фурміцін. Половина їх черевця займає величезна заліза, виробляє мурашину кислоту. Вона оточена потужним м'язових мішком. У разі небезпеки м'яз скорочується, і отрута викидається на відстань до півметра. Вражаюче, що відстань, на яку здійснений «постріл» отруйною речовиною, в 500 разів перевищує довжину тіла мурашки.

За допомогою специфічних выд?? лений захищаються багато жуки, наприклад, листоїди та їх личинки. Вони випускають крапельки сильно отруйною і різко пахне жовто-помаранчевої рідини через зчленування свого тіла. Дослідження виділень, наприклад листоїдів-тімарх, показало, що введення в кров їх мікроскопічної дози викликає загибель невеликого тварини. Цікаві спостереження за комахоїдними мисливцями, що спробували такого жука. Ящірки, випадково схопивши, одразу ж викидають його з рота, і потім довго витирають мордочку про різні предмети. Жаба, що потрапила в таку ситуацію, намагається як можна більше висунути язик і ретельно обтерти його про рослини. Ще більше отруйні маленькі жучки-наривнікі. Навіть великі домашні тварини можуть загинути, з'ївши їх разом з травою. Раніше сушених наривніков застосовували в аптекарській справі для приготування наривного пластиру.

Вибухова суміш

Дивною системою самозахисту наділений жук-бомбардир з сімейства турунів. У разі небезпеки він викидає з кінця свого черевця і вміло направляє на ворога струмінь буквально киплячій (1000С) їдкою рідини. У повітрі вона з тріском випаровується, утворюючи хмара з неприємно пахне хімічної речовини. Дослідження показали, що така вибухова реакція жука з скорострільністю 500 - 1000 викидів в секунду залишає на тілі нападаючого на нього тваринного серйозні опіки.

Цікава особлива технологія, за допомогою якої унікальний організм бомбардира виробляє отруйну суміш. Жук виробляє і зберігає хімічні компоненти суміші (два хітона і перекис водню) в роздільних камерах, інакше відразу ж піде бурхлива реакція. Суміш буде виготовлена тільки тоді, коли органи чуття жука дадуть сигнал про наближення стороннього об'єкта. За допомогою аналізаторів, порівнюють отриману інформацію з витягнутими з пам'яті еталонами, бомбардир миттєво оцінює небезпеку ситуації і готує суміш до бою. Хімічні компоненти як по команді цілеспрямовано надходять в спеціально призначену для цього камеру, де і утворюється вибухова суміш. Вона з великою швидкістю виривається назовні через особливе сопло, і жук-бомбардир влучно стріляє в потрібному напрямку.

Важко собі уявити послідовне поява (навіть за мільярди років) в організмі жука всіх елементів цієї технологічної ланцюга. Наприклад, у нього першими розвинулися б процеси синтезу складних сполук, які при з'єднанні дають вибухову суміш, а виробництво розділових ємностей відстало б в часі. Тоді хімічні речовини, не встигнувши з'явитися хоча б у невеликих кількостях, зараз з'єдналися б у його тілі, утворивши вибухонебезпечну суміш. Для бомбардирів це закінчилося б плачевно. Правильніше було б, щоб і хімічні речовини та окремі камери для їх виробництва та зберігання створювалося безліччю поколінь одночасно, паралельно. Але тоді жукам з самого початку необхідно було володіти розумом. Адже шляхом «запрограмованих» мутацій їм потрібно було створити доцільний комплекс з пристроїв організму, технологічних процесів і захисного поведінки. Загалом, тим, чим жуки-бомбардири мають зараз.

Захист за допомогою рослинних засобів

Отруйна і неприємно пахне речовина у вигляді піни утворюють деякі безкрилі коники-тюхтія. У разі небезпеки вони випускають цю піну з свистячим шипінням з рота і грудки. Вона складається із суміші хініну, фенолу і бульбашок повітря. Своїм походженням отруйні речовини зобов'язані тієї рослинної їжі, якою живиться коник. Личинки відомих всім цикад, наділених музичними здібностями, теж вміють захищатися подібної піною. Наприклад, пенніца слинява отримала свою назву в зв'язку з тим, що після звичного споживання великої кількості соку рослин вона виділяє його в вигляді піни. Ці виділення служать як відмінною захистом її організму від висихання, так і від нападу птиці та інших ворогів.

Дивовижними захисними можливостями наділена і личинка пильщики. При харчуванні соснової хвоєю вона збирає в особливі мішечки, пов'язані з кишечником, згустки смоли. У небезпечну хвилину гусениця виділяє грудочку цієї смоли, потім надуває його і вистрілює. Таким пострілом вона склеює лапки, наприклад мурашки. Ворог обеззброєна і нерухомий, а гусінь з допомогою інстинктивного захисної поведінки і особливого пристрою організму зберегла собі життя.

відлякування ворогів

Для того, щоб відлякувати хижаків комахи виробляють не тільки отруйні виділення, але і просто неприємно пахнуть речовини. Причому спеціальні залози клопів, жуків і гусениць виділяють такий пахучий секрет, що надовго залишає в пам'яті ворога слід від цієї зустрічі. При цьому у хижаків виробляється умовний рефлекс - уникати погано пахнуть комах певного виду та забарвлення. Однак деяких комах це не завжди рятує. Наприклад, найбільші в нашій фауні жуки-чернотелкі з роду медляк, реагують на наближення небезпечного об'єкта стійкою на передніх лапках і виділенням неприємно пахне рідини. Але миші, які знають про цю особливість чернотелкі, користуються повільністю жука і встигають схопити його до прояви захисної реакції і втиснути кінчик черевця в землю. Потім миша з'їдає все, крім цього кінчика. Таке доцільне поведінка миші може бути інстинктивним, а може бути і результатом навчання, накопичення досвіду після отримання неприємних уроків спілкування з цими жуками.

Відлякує ворогів і метелик аполлон. У разі крайньої небезпеки падає на землю, шкребе ніжками і загрозливо «шипить». Цей ефект вона підсилює розорювання своїх застережливо яскравих крил. Адже червоні плями на задніх крилах Аполлона служать умовним знаком для птахів - комаха отруйно.

Постояти за себе

Богомол багатьох видів вміють не тільки добре ховатися завдяки своїй протекційним забарвленням, а й у разі небезпеки постояти за себе. Ця комаха піднімається, приймає загрозливу позу, пишно розпускає задні крила і демонструє свою яскраве забарвлення. Потім богомол проводить зі скрипом по них черевцем і доповнює загрозливий шум клацанням хапальний ногами.

Різні й способи відлякування хижаків у гусениць. Деякі з них у момент небезпеки приймають загрозливу позу, а іноді видають різноманітні звуки. Наприклад, гусениці великого нічного павиного очі при появі ворога лякають його пронизливим скрипом. А гусениці великий Гарпе в таких випадках одразу ж загрозливо піднімають догори кінчик черевця зі своєрідною «Виделкою», утвореної двома сильно пахнуть нитками.

Капустянка у разі небезпеки в першу чергу намагаються уникнути ворога. Вона здатна швидко позадкувати тому, заритися в землю або досить швидко втекти. Але якщо виникає необхідність захищатися, капустянка намагається кусатися. Кліщі уховерток являють собою органи захисту і нападу. Коли комаха турбують, воно приймає загрозливий вигляд і піднімає кінці кліщів над головою. Причому, рухові м'язи кліщів настільки сильні, що маленька щипавки може проколоти ними шкіру до крові.

Список літератури

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