Шестой признак насекомых — наличие у большинства из них крыльев. Тонкие, прозрачные, с переплетением жилок крылья жуков складываются и прячутся под хитиновыми надкрыльями — жесткими перевернутыми «лодочками» над брюшком. Когда жук взлетает, надкрылья приподнимаются, а крылья расправляются. У одних жуков надкрылья в полете раскрыты, приподняты, а вот у жука-бронзовки они в полете закрыты.
Крылья — величайшее приобретение насекомых в процессе эволюции. Бескрылых из шестиногих всего около 3000 видов; часть насекомых в процессе приспособления к особым условиям жизни потеряла крылья (например, постельный клоп, блохи), но всего таких не более 2 % из 2 миллионов видов. Зато крылатых огромное множество: бабочек более 100 000 видов, жуков — 300 000, а еще больше мух, комаров и стрекоз. Из всех членистоногих только насекомые обрели крылья. Причем, крылья у птиц, летучих мышей сформировались из передних конечностей, а у насекомых развились, не затрагивая их шестиногости. Именно крылья позволили насекомым успешно освоить всю поверхность нашей планеты. У одних насекомых (жуков, например) передняя пара крыльев выполняет защитную функцию, а задняя нужна для полета. У других развились обе пары крыльев, они соединены, сцеплены между собой крючочками, шипиками (как у бабочек и стрекоз). А у третьих (комары, мухи) задние крылья вообще исчезли. Они превратились в отростки, выполняющие роль органов равновесия при полете; это как раз те органы, благодаря которым мухи при полете жужжат, а комары пищат.
Скорости полета многих насекомых удивительно высоки. Стрекозы развивают скорость до 30 км/ч, бабочки бражники — более 50 км/ч. Кроме того, многие мелкие насекомые благодаря малому весу и малой зависимости от силы тяжести способны вообще парить в воздухе; они и составляют основную пищу для ласточек и стрижей.
Седьмой признак связан с дыханием насекомых. Воздух (а точнее, кислород для дыхания) не может проникать через хитиновые покровы. Кроме того, хитин часто покрыт восковым налетом, а под хитином расположен жир. Поэтому у насекомых сформировались оригинальные органы дыхания — целая сеть открывающихся во внешнюю среду трубочек, трахей, через стенки которых осуществляется обмен газами.
Кислорода насекомые потребляют немного. Они вообще экономно устроены: механизм выделений у них таков, что, испражняясь, они почти не теряют влагу (их испражнения в большинстве случаев обезвожены). При недостатке влаги насекомые способны добывать ее из собственных жировых запасов.
Восьмой и девятый признаки связаны с ростом и развитием насекомых. Закованное в хитиновый панцирь тело насекомых не способно ровно и постепенно расти, как это происходит, например, у птиц, зверей и человека. Природа создала для всех членистоногих другой способ роста — скачками, при помощи линек. Личинка стрекозы, например, выходит из яйца размером около 3–4 мм, а к концу личиночной стадии вырастает до 4,5 см, несколько раз сбрасывая при этом свою хитиновую «одежду».
Кузнечик выбран для знакомства с внутренним строением насекомых не случайно. Во-первых, ты наверняка уже сталкивался с ним. А во-вторых, у взрослого кузнечика есть все органы, типичные для большинства насекомых. Убедись сам:
Перед скачком роста насекомое перестает есть, становится вялым и прячется. Телу становится тесно в прежнем «футляре». Он наконец лопается. Обычно это происходит на спине грудного отдела. Теперь насекомому предстоит вылезти из ставшего тесным футляра и отсидеться в укромном месте, пока нежные покровные ткани не превратятся в новый, уже более крупный хитиновый панцирь. Хитин быстро твердеет и на воздухе, и в воде; насекомое же с мягкими покровами беззащитно. Развитие шестиногих происходит через серию последовательных линек. Насекомые подразделяются на две группы — с полным и неполным превращением. У первых четыре стадии развития — яйцо, личинка, куколка, взрослое насекомое (оно называется «имаго»). У неполно развивающихся выпадает стадия куколки — яйцо, личинка, имаго.
Наконец, десятый признак — это особое устройство глаз насекомых. Глаза шестиногих совсем не похожи на глаза позвоночных животных. У них фасеточные глаза. Что это значит? Их глаз состоит из многих отдельных глазков, каждый из которых видит свой участок, а в целом получается как при изготовлении мозаики: отдельные кусочки изображения складываются в общую картину окружающего мира. У стрекозы, например, глаза выступают за пределы головы: она охотится на мух и комаров в воздухе, и ей необходим отличный обзор. Отдельный глазок видит маленькое пространство, но в совокупности тысячи глазков дают полную картину окружающего.
Фасеточные глаза — прекрасное изобретение природы. Ими насекомые улавливают не только видимые лучи, но и ультрафиолетовые; не только обычный свет, но и особый, поляризованный. Мы этих лучей и этого света видеть не можем. Вообще у насекомых много способностей, которыми обделены мы, люди. Они, например, ощущают магнитные волны, слышат ультра- и инфразвуки, способны ощущать запах на расстоянии до 15 километров, могут держать равновесие с помощью специальных органов, осязать особыми волосками на теле. А еще насекомые, обладая генетической (закрепленной, наследственной) программой поведения, успешно справляются со многими непредвиденными ситуациями.
Мы и насекомые
Шестиногих изучает особый раздел биологии — энтомология (энтомон — по-гречески «насекомое»). Насекомые входят в тип членистоногие, в который попадают также ракообразные, паукообразные и многоножки. В типе членистоногих животных насчитывается около 3 миллионов видов, 70 % из которых составляют насекомые. Классы животных, как известно, подразделяются на отряды. В школьных учебниках по зоологии таких отрядов приводится обычно семь. На самом деле их 32.
Среди насекомых тысячи паразитов и хищников — всего более 250 семейств из 20 отрядов. Многие паразитируют на других насекомых, питаются ими. В том числе наносят урон и тем шестиногим, которые, в свою очередь, наносят вред хозяйству людей. Польза от этих насекомых оказывается даже больше, чем ущерб, причиненный вредными насекомыми.
Познакомимся с паразитами вредных насекомых на примере наездника. Наездники входят в отряд перепончатокрылых насекомых, образуя в нем особую группу стебельчатобрюхих: первый сегмент брюшка, где он соединяется с грудью, у наездников сужен до стебелька. Такое строение обеспечивает подвижность брюшка при откладывании яиц. Откладывает же наездник яйца в насекомое-жертву с помощью тонкого и острого яйцеклада — стилета. При этом насекомое садится на жертву, как наездник на коня (отсюда и название), изгибает брюшко и вонзает яйцеклад. Крупные лесные наездники (длиной более 4 см) находят вредителей леса под корой дерева и протыкают своим яйцекладом эту кору точно над личинкой, на поверхности которой закрепляется яйцо. В ряде случаев насекомые существенно помогают человеку. Вот один из характерных примеров.
В Австралию около 150 лет назад завезли кактус опунцию, вроде бы безобидное растение, но со временем оно заполонило все пастбища и сады. Справиться с кактусом помогла мелкая бабочка — кактусовая огневка. В Австралии этого насекомого не было, и пришлось специально привозить яйца огневки пароходом из Америки. Огневки обитают и в России, но у нас от них такой услуги не потребовалось. Большинство огневок — вредители растений. Есть виды, чьи гусеницы живут на водных растениях в водной среде или питаются воском в пчелиных ульях, живут на гусеницах других бабочек или в шерсти южноамериканских ленивцев.
В южных штатах США и в Африке сущим бедствием стал водяной гиацинт — это растение буквально запруживало реки, каналы, озера, препятствуя судоходству, рыбной ловле, забивая водозаборы водопроводов и электростанций. Спасти страну от засилья водяного гиацинта помогла маленькая травяная блошка, которая в Бразилии, на родине этого растения, не дает ему разрастаться.
Однако все в этом мире относительно, в том числе и соображения о вредности и полезности. Возьмем жука-скомороха, научное название которого — цибистер. Он представитель тропических плавунцов. Виды цибистеров распространены в Африке, Индии, Малайзии, а в России встречаются южнее линии Смоленск-Воронеж. Все части тела жука-скомороха плотно пригнаны друг к другу. Плавает скоморох быстрее плавунца.