Friday, April 30, 2010

Гордон. Диалоги (ноябрь 2003). Палеонасекомые /paleoinsects, dialogues, Nov'03

Участники:
Александр Павлович Расницын – доктор биологических наук
Кирилл Юрьевич Еськов – кандидат биологических наук

...знания гораздо старше, чем наука.
Так что и с ископаемыми насекомыми началось, естественно, с человеческого любопытства: а что же это за такой lusus naturae – «игра природы», когда в камне что-то такое оформленное и так похожее на что-то живое? С этого и пошло.

Почему-то нас сегодня особо интересуют тараканы. Это и правда очень интересные насекомые, хотя бы тем, что они появились на Земле очень задолго до нас и, вероятно, нас переживут. Но все-таки для начала их надо поставить в общий контекст. Тараканы – насекомые. Класс насекомых делится на отряды: отряд жуков, отряд стрекоз, отряд, скажем, термитов, отряд тараканов. Насекомые – это, в действительности, хозяева суши, не звери, не мы с вами, а насекомые. Их полтора миллиона видов, больше чем кого бы то ни было, всех растений, животных вместе взятых.

Александр Гордон: Простите, я только уточню. Я слышал где-то цифру, может быть, вы подтвердите, что биомасса одних муравьев больше, чем биомасса всех млекопитающих, включая человека и слона.

А.Р. Да, я думаю, это несомненно так. То есть, если взять тропики, так там вообще это что-то запредельное, там с позвоночными нечего и сравнивать. И, кроме того, насекомые – действительно главные регуляторы сообществ суши. В пресных водах их тоже много, но там они все-таки не так подавляют. На суше – да.
Кирилл Еськов: Еще чрезвычайно интересно, что в море, например, насекомые проникнуть так и не сумели.
А.Г. Из-за солености?
К.Е. Нет, нет. Точно не из-за солености, потому что…
А.Р. Не из-за одной солености.
К.Е. Потому что в соленых озерах насекомые живут совершенно безо всяких проблем. То есть получается картина совершенно парадоксальная: самый процветающий и обильный класс животных, которые освоили любые жизненные стратегии, – а самая большая на планете экологическая ниша почему-то оказалась для них недоступной. Почему – никому не известно, если говорить честно. Это одна из интереснейших загадок.

[...] Крыло позвоночных – это видоизмененная передняя конечность. У всех позвоночных – и у птиц, и у летучих мышей, и у птерозавров (летающих ящеров) – у них у всех передние конечности модифицированы по-разному, но это все равно передняя конечность. У насекомых это нечто совсем другое. В общем, это скорее складка покровов, конечность входит в нее на уровне эмбриологического развития, но очень несущественными частями. То есть это органы по происхождению совершенно разные. Но результат получился в некотором смысле похожий.
А.Р. Просто у членистоногих конечность гораздо сложнее, чем у позвоночных. Она двуветвиста исходно, с боковыми придатками, поэтому тут сложности.
Значит, крылья сделали насекомых насекомыми и, естественно, что крылья и были основой их дальнейшей эволюции, по крайней мере, поначалу.

[...] передние конечности модифицированы по-разному, но это все равно передняя конечность. У насекомых это нечто совсем другое. В общем, это скорее складка покровов, конечность входит в нее на уровне эмбриологического развития, но очень несущественными частями. То есть это органы по происхождению совершенно разные. Но результат получился в некотором смысле похожий.

А.Р. Просто у членистоногих конечность гораздо сложнее, чем у позвоночных. Она двуветвиста исходно, с боковыми придатками, поэтому тут сложности.
Значит, крылья сделали насекомых насекомыми и, естественно, что крылья и были основой их дальнейшей эволюции, по крайней мере, поначалу. Причем, здесь можно выделить три ясно различающихся стратегии. Первая стратегия, самая прямолинейная: если крыло создало насекомое, то крыло надо в первую очередь и развивать. По этому пути пошли поденки и стрекозы. Крыло у них действительно замечательное, тонкое, легкое, гибкое и прочное. И полет тоже очень хороший, особенно у стрекоз. Причем, у стрекоз замечательна не скорость, скорость у них вполне рядовая для насекомых, а маневренность. Стрекоза спокойно летит боком, летит назад, не разворачиваясь, что очень важно в чаще растений. И при этом у стрекозы, как на этой картинке справа внизу, крылья могут работать, когда нужно, в противофазе, так, чтобы тело не дергалось и не мешало точно нацеливаться на жертву.

...прямолинейная стратегия не обязательно самая успешная, прямой путь не всегда самый короткий и самый лучший. И даже стрекозы, которые самые древние из современных отрядов насекомых (тараканы – те только вторые), так вот, ни стрекозы, ни, тем более, поденки никогда не были ведущей группой насекомых.
А весь успех, ну, почти весь, успех достался тем, кто эксплуатировал вторую стратегию. Она была более хитрой и оказалась более плодотворной. Дело в том, что они, эти насекомые, начали развивать не столько само крыло, сколько крыловой мотор, то есть скелет и мускулатуру груди. И на этом пути успех был оглушительный. Прежде всего потому, что на этом пути возникли насекомые с полным превращением. Можно третью картинку? При полном превращении организм проходит в развитии стадии яйца (буквой Е обозначено), дальше личинка (посредине), куколка (внизу) и (наверху) взрослое насекомое. В яйце, понятно, организм только испытывает превращение, но не питается и не растет. Личинка наоборот, она интенсивно питается и быстро растет, но мало меняется. Куколка – это второе яйцо, на этой стадии идут очень интенсивные превращения, превращения из личинки во взрослое насекомое. Ни питания, ни роста в это время тоже нет.
А взрослое насекомое – это просто аппарат для размножения и расселения, взрослые часто питаются, но это не обязательно, а расти не могут совсем. И эта стратегия оказалась хоть и сложной, но оказалась выигрышной, потому что удалось таким образом сделать независимой эволюцию и обеспечить возможность независимого приспособления существам с разной организацией. Потому что у крылатых и бескрылых, естественно, разная среда, и они должны по-хорошему приспосабливаться к разным условиям.

Сейчас насекомых с полным превращением гораздо больше, чем всех остальных насекомых вместе, и во многих отношениях они замечательны, хоть они и моложе.

К.Е. В принципе есть такие кровососы, которые питаются, например, на рептилиях – те же самые мокрецы, то есть связь с теплокровными не является обязательной. Но вот комары, судя по всему, привязаны к теплокровным довольно жестко. Там у них очень сложный жизненный цикл, очень сложная связь с прокормителем, и на рептилиях это, видимо, не получается.
А.Р. У нас специально была работа на эту тему, я сейчас деталей не помню, но могу сказать только одно, что некоторые группы, скажем, мокрецы… Это которые докучают порой страшно, они «размера не имеют», меньше миллиметра длиной…
К.Е. Даже сквозь полог проходят!
А.Р. Да, проходят всюду и житья не дают; я испытывал это на себе достаточно хорошо… Так вот, одни виды мокрецов питаются на теплокровных, другие могут сосать рептилий, а третьи – и третьих много – просто других насекомых сосут! Так что тут всякое возможно.
К.Е. Есть, например, такая экзотика как группа, которая паразитирует на лягушках. Вот такой изыск тропический. Так что, в принципе, на всем бывает. Но комары, именно то, что мы называем комарами, кулициды, они все-таки на теплокровных.

Тут часто задают вопрос, не может ли случиться когда-нибудь такое, что насекомые нас вообще вытеснят, может быть, они станут огромными… И вообще, с насекомыми связано много фобий, с тараканами теми же, известно, Петр I тараканов тоже боялся. Хотя знаете, я на этом месте совершенно солидарен с Довлатовым: «Я вообще не понимаю все эти претензии к тараканам, вы когда-нибудь слыхали, что таракан кого-нибудь укусил?» Но, тем не менее, фобии существуют. И эти фобии часто реализуется во всяких ужастиках.
Вот покажите картинку. Это хохма, которую тамошние энтомологи рассылают в качестве новогодних открыток. Насекомые пришли в гуманарий, как мы приходим в инсектарий, и смотрят на крошечных человечков. Так вот, могут ли насекомые стать огромными и нас вытеснить с планеты таким способом? Можно сказать точно – нет. Дело в том, что это запрещено особенностями строения дыхательной системы насекомого. У насекомых великолепная дыхательная система – трахеи. Непосредственное соединение поверхности тела трубочкой с каждой отдельно взятой клеткой. И не нужен посредник вроде гемоглобина. Великолепная система, то есть просто класс. Но, к сожалению, есть оборотная сторона – размер тела должен быть очень небольшой, в пределах сантиметра.
А.Р. Сантиметра трахеи.
К.Е. Потому что в трахее, в отличие от легких, невозможна принудительная вентиляция. Газообмен идет только за счет прямой диффузии. Поэтому просто «из физики» высчитывается предельная длина трахеи: не больше сантиметра. Это и есть предельный размер тела насекомого.

источник: Александр Гордон. Диалоги

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...