В мире насекомых

Панфилов Дмитрий Викторович

И несмотря на, казалось бы, столь огромное прошедшее с той поры время, древние насекомые (как целые, так и их части, попавшие в осадочные слои земной коры 220–240 миллионов лет назад, а именно в конце палеозойской эры) очень мало отличались от современных. Тогда уже были и тараканы, и стрекозы, и цикады, и сетчатокрылые, и многие другие. Конечно, некоторые из них выглядели несколько по-иному. Однако все основные особенности строения насекомых в то время были уже такими же, как и в наши дни. А эти особенности очень определенны, они показывают смысл приспособлений к среде этих организмов, их место в природе, а в конечном счете — и значение насекомых в нашей жизни.

Карлики в панцирях

Первая

наиболее заметная особенность насекомых — их очень малые, с точки зрения человека, размеры. Однако для современных исследователей это не является помехой. Любая мельчайшая мушка или муравей с помощью оптических приборов могут быть увеличены до размеров котенка.

Но отвлечемся от «оптического» подхода к размерам насекомых, примем насекомых такими, какие они есть на самом деле, и попытаемся объяснить сам факт их небольших размеров. Есть ли в этом какой-нибудь смысл или же это чистая случайность? Некоторых может смутить, казалось бы, столь праздный вопрос. Но оказывается здесь есть о чем задуматься.

К самым большим современным насекомым относятся некоторые бабочки, жуки и палочники. Длина их тела или же размах крыльев достигают 30–35 сантиметров. А самые мелкие насекомые имеют длину тела значительно меньше одного миллиметра. Довольно крупные насекомые живут в основном в теплых странах и встречаются среди стрекоз, тараканов, богомолов, уже упомянутых палочников, среди прямокрылых — кузнечиков, сверчков и саранчовых, а также среди цикад, наземных и водных клопов, разнообразных жуков, сетчатокрылых, вислокрылых, бабочек, перепончатокрылых и немногих двукрылых — комаров и мух.

Остальные же двадцать отрядов современных насекомых представлены формами гораздо меньшего размера, а часто и очень мелкими. Да и только что перечисленные отряды насекомых также состоят в основном из мелких или средних по размерам существ. В общем на всем земном шаре крупные насекомые довольно редки и вряд ли составляют больше трех процентов видов этого класса, даже в тропиках и субтропиках.

Большинство же насекомых во взрослом состоянии имеет длину тела в пределах от 3 до 20 миллиметров. Для сравнения можно привести разницу в размерах крупных и мелких млекопитающих, как достаточно общеизвестных и характерных представителей позвоночных животных. Оказывается, длина крупного кита в 750 раз больше длины землеройки, то есть различие их размеров почти такое же, как между самыми большими и мелкими насекомыми. Но если бы средние размеры млекопитающих были относительно пропорциональны средним размерам насекомых, то длина их туловища колебалась бы в пределах от 30 сантиметров до 2 метров, то есть соответствовала размерам животных от кошки до осла. На самом же деле (поскольку основную массу видов млекопитающих составляют гораздо более мелкие зверьки — насекомоядные, летучие мыши и грызуны) средний относительный размер млекопитающих оказывается примерно в 4–5 раз меньше среднего относительного размера насекомых. Та же картина наблюдается и в классах рыб, амфибий, рептилий и птиц. Отсюда можно сделать заключение, что не только насекомые — самый богатый видами класс животных, включающий около миллиона разных видов, но и другие животные имеют тенденцию быть достаточно мелкими по своей абсолютной величине, что, по всей вероятности, отражает какую-то общую закономерность размеров тела животных в земных условиях.

Крупные животные — некоторые млекопитающие, рептилии, единичные виды амфибий, немногие рыбы, буквально десяток видов птиц, некоторые моллюски, ракообразные, черви и кишечнополостные — скорее исключение, чем характерная особенность животного мира Земли. Исключение составляет и человек, имеющий довольно крупный размер и в силу укоренившейся у него привычки обычно подсознательно сравнивающий других животных прежде всего с самим собой.

В связи со всеми этими оценками представляется интересным выяснение двух моментов. Во-первых, чем же именно вызвано «ненормальное» укрупнение некоторых животных, особенно позвоночных? И, во-вторых, если мелкие животные встречаются гораздо чаще и оказываются более типичными, то какой биологический смысл это имеет, какую выгоду небольшие размеры представляют животным, в том числе и насекомым?

Не углубляясь в частности,

надо все же отметить, что крупные наземные позвоночные — это прежде всего мало специализированные в отношении потребляемой пищи травоядные животные, причем они питаются зеленью, имеющейся в природе только в то или иное ограниченное время года. При выгорании растительности или при выпадении глубокого снега крупные травоядные, например копытные, а в теплых странах слоны, страусы и другие, довольно быстро и легко перемещаются из одной местности в другую, где зелень лучше, обильнее и доступнее. Все эти животные в большинстве своем жители безлесных равнинных или горных ландшафтов. Лишь такие довольно крупные млекопитающие, как олени, бобры и зайцы придерживаются более лесных местностей и то не всегда, но в их питании значительное место занимает веточный корм и древесная кора, имеющиеся почти круглый год в большом количестве. Крупные размеры спасают этих зверей и птиц в какой-то мере и от хищных животных.

Большие размеры хищных млекопитающих — львов, тигров, леопардов, гепардов, пум, ягуаров, волков и других — связаны несомненно с питанием довольно значительными по размеру травоядными животными и с тем, что этим хищникам иногда необходимо перемещаться вслед за своими жертвами.

Наряду с этим многие крупные позвоночные и все наиболее крупные беспозвоночные оказываются водными, как, например, рыбы, морские черепахи, крокодилы, змеи, морские ящерицы, древние вымершие гигантские рептилии — ихтиозавры, плезиозавры и другие, затем современные дюгони, ластоногие, киты и дельфины, а из беспозвоночных — сцифомедузы, кольчатые черви, мечехвосты, крабы, двустворчатые и особенно головоногие моллюски. Часть из этих животных — дюгони, морские ящерицы, некоторые рыбы, растительноядны и питаются преимущественно водорослями. Крупные размеры помогают им при поиске пищи успешно справляться с волнением поверхности моря, особенно около берегов.

Большинство же крупных водных животных — хищники, быстрое перемещение которых при охоте в движущейся речной воде или среди морских волн возможно только при больших размерах тела.

Огромное большинство остальных, более мелких позвоночных животных, питается или постоянно имеющейся вокруг растительной пищей, или, в случае ее сезонного недостатка, запасает сено и зерно, а то накапливает жир в своем теле, или же питается другими мелкими животными, например насекомыми. Среди насекомоядных позвоночных многие в холодное время года, а также при засухе (таковы хорошо летающие птицы и летучие мыши) откочевывают в более богатые пищей местности, часто удаленные на сотни и тысячи километров.

Таким образом, размеры позвоночных и целого ряда групп беспозвоночных животных и особенности их питания закономерно связаны с окружающими ландшафтами и с сезонными явлениями в жизни растений или других животных. При этом крупные размеры позвоночных возникают в их эволюции как средство автономизации, обеспечивающее преодоление условий временного недостатка пищи, а также сопротивление движению водной среды и, конечно, б'oльшую независимость от колебаний температуры воздуха и воды. Но чрезмерное возрастание величины тела животных на суше ограничивает очень существенный, постоянно и неумолимо действующий фактор — гравитация, или тяготение планеты. Поэтому наиболее крупные позвоночные и почти все крупные беспозвоночные гораздо обычнее в водной среде — в океанах, морях, больших реках и озерах. В воде влияние гравитации практически исчезает, поскольку плотность тела животных лишь незначительно превышает плотность воды.

Какие же преимущества дают животным, в том числе и насекомым — наиболее многообразным животным Земли — их мелкие размеры?

Таких преимуществ очень много. Прежде всего, мелкие организмы на суше мало подвергаются действию гравитации. В связи с этим для таких животных становится относительно очень велико значение молекулярных сил. Используя их, мелкие беспозвоночные, в частности насекомые, могут передвигаться даже при минимальном сцеплении с субстратом не только по сильно наклонным поверхностям, но и по вертикальным, а также по обращенным вниз поверхностям скал, по нижней стороне листьев растений, по потолку в жилищах человека. Таким образом, мелкие животные могут полнее использовать жизненное пространство.