Каждый в этом мире, будь то животное больших размеров либо самое мелкое насекомое, обладают какими – нибудь особенностями, которые способны защитить их в случае опасности.
Ярким примером для доказательства этого факта служит такое насекомое, как жук–бомбардир. Еще его называют бомбардиром трескучим. Описание этого вида произошло в 1758 году и принадлежит оно Линнею.
Жук–бомбардир (Brachinus sp.).
Внешность обманчива
Бомбардир — жук, относящийся к одному из подсемейств Brachininae (брахинины) или Paussinae (пауссины). Оба они принадлежат к жужелицам.
Насекомые обладают вполне обычной внешностью, ничего неординарного при встрече с ними вы не обнаружите. Размер жука варьируется от нескольких миллиметров до 1-3 см. Его тельце и лапки окрашены в ярко-рыжий цвет, иногда в тёмно-коричневый. У большинства представителей семейства жужелиц отсутствует способность к полёту, зато перемещаться на своих шести ногах они могут очень быстро. Жёсткие надкрылья чаще всего окрашены в чёрно-синие тона, но встречаются особи с красивым зеленоватым оттенком. У некоторых насекомых на спинке имеется узор из округлых пятен контрастного цвета. Усы состоят из сегментов, соединённых в ряд длиной до 0,8 см.
Размножение, стадии развития
По окончании брачного периода самка удаляется, чтобы отложить яйца. Ей предстоит тяжкий труд по скатыванию земли в небольшие шарики, которые послужат вместилищем будущей личинки. В каждый почвенный комок помещается одно яйцо.
Жужелицы относятся к плотоядным жукам, и уничтожить чужое потомство для них ничего не стоит. Именно так и поступают личинки. Появляясь на свет, они находят куколки других насекомых и выедают их внутреннюю часть, начиная с головы. Чаще всего жертвами становятся медведки. Пустая хитиновая оболочка станет новым домом для личинок. Там их ждёт очередная метаморфоза, в результате которой сначала образуется куколка, а затем выведется молодой бомбардир. Жук проходит полный жизненный цикл всего за 15 дней.
Откладывание яиц
Яйца откладывает самка сразу после спаривания. Для этого в первую очередь подбирается по мнению жука безопасное место, где находится много разлагающейся листвы растений, грязи и стеблей. Вылупившиеся из яиц личинки ведут паразитический образ жизни, основной их пищей служат куколки медведки. Они проходят несколько стадий линьки, после этого превращаются во взрослых особей. Живут всего лишь 2 недели, но за такой короткий период успевают преодолеть все этапы развития.
Бой врагам!
Поскольку жужелицы не умеют летать, природа одарила их другой защитной функцией. Если быстро убежать от врага не получается, насекомое бомбардир (жук) вступает в бой. Он испускает горячую струю едкого вещества. Мелкие, но назойливые муравьи могут погибнуть от выстрела. Более крупные хищники получают довольно ощутимые ожоги и повторно не рискнут нападать на противника.
Врагов у представителей подсемейств Brachininae и Paussinae предостаточно. Ими жаждут полакомиться земноводные – лягушки, ящерицы. Птицы тоже не прочь отведать закуску из жука. Настырные муравьи пытаются провести атаку в несколько приёмов, ведь дома их ждут с добычей. Природа подарила бомбардиру яркую окраску головы и лапок не просто так. Она является сигналом для других обитателей животного мира. Завидев предупредительные цвета (красный, оранжевый, ярко-жёлтый), многие подумают перед нападением, а стоит ли добыча того?
Какие особенности защиты
Единственная особенность насекомого – специфический защитный механизм. Интересен тот факт, что выпрыскиваемая жидкость достигает 100 градусов. При этом вокруг жука поднимается пар.
У насекомого есть специальный орган, который вырабатывает едкое вещество
Выстрел химической смесью жук делает, когда ощущает потенциальную опасность. Жгучая жидкость способна выделяться насекомым не единожды за короткий промежуток времени. Особенности защитного механизма представлены в таблице.
| Локализация | Защитный механизм располагается на последних сегментах брюха, ближе к последним лапкам. |
| Чем выделяется | Химикат выделяют симметричные железы внутренней секреции. |
| Состав | Состоит ядовитая смесь с гидрохинона и перекиси водорода. До выпуска наружу средство хранится в специальном отделе. |
Чувствуя потенциальную опасность, насекомое рефлекторно сокращает мышцы. Благодаря этому химикат выталкивается в другой отдел. Там, под действием химических реакций, выделяется тепло и смесь моментально нагревается до высоких температур.
При выходе яда можно заметить относительно большое количество пара и услышать специфический хлопок. Интересно, что жук может корректировать траекторию выстрела. Насекомое стреляет именно в ту сторону, где расположен враг.
Газовая атака помогает защищаться от хищников
Химическая смесь защищает от:
- муравьев;
- пауков;
- богомолов;
- некоторых подвидов жужелицы.
Насекомое не дает себя съесть. Пораженный враг моментально погибает. Более крупные потенциальные вредители получают массовые ожоги. Поэтому напасть на бомбардира также не могут:
- ящерицы;
- птицы;
- лягушки.
После повреждения верхнего покрова и формирования ожогов враг не решится напасть повторно и отступит.
Не так опасны бомбардиры для людей. Погибнуть после контакта с насекомым невозможно. При близком контакте жук также выделяет химикат. При попадании на кожный покров моментально образуется ожог. По этой причине лучше не подходить к подвиду жужелицы слишком близко.
При попадании в глаза химикат способен спровоцировать снижение или потерю зрения. После такой атаки человек должен промыть глаза большим количеством чистой воды и незамедлительно вызвать скорую помощь.
Если собака попробует съесть жук,а она может получить ожог
Нельзя контактировать с бомбардиром и животным. Часто жука пытаются съесть кошки и собаки. Это приведет к ожогам или повреждениям органов зрения.
Прицельный выстрел
Способность ошпарить врага струёй ядовитого кипятка далеко не последний сюрприз для недругов такого насекомого, как бомбардир (жук). Особенности эволюционного развития превратили нижние сегменты брюшка в высокоточное оружие. В моменты опасности особь способна разворачивать свою «пушку» на 270 градусов. Это даёт ей возможность вести прицельный огонь в различных направлениях.
Из хвостового сегмента вырывается не один выстрел. Энтомологи провели многочисленные исследования с использованием различного оборудования. На замедленной съёмке видно, что жук делает целую канонаду залпов. Причём, чем дольше насекомое отдыхало от использования своего грозного оружия, тем продуктивнее будет его применение. За несколько минут можно увидеть до 30 «выстрелов». Потом жуку потребуется время на «перезарядку» оружия. Даже попадая к хищникам «на зубок», бомбардир не теряется. Он обстреливает рот недруга, вызывая сильнейшие химические ожоги. Такая добыча мало кому понравится.
Жесткокрылая братия
Практически все плотоядные жуки обладают способностью выделять неприятные для хищников жидкости. В отличие от других представителей жужелиц, брахинины и пауссины подогревают свой «заряд» и могут вести прицельный огонь.
Наиболее изучены Brachininae, в частности, бомбардир трескучий. Он является уникальным представителем семейства жесткокрылые. Карл Линней – великий биолог, посвятивший жизнь трудам по классификации флоры и фауны, впервые описал и изучил насекомое. Трескучий бомбардир – жук, способный испускать до 500 выстрелов в секунду. Канонада сопровождается громким звуком и выделением токсичного тумана. Он обладает скромной внешностью для таких выдающихся способностей: красновато-рыжие лапки и голова, длина тела менее 1 см, тёмные надкрылья, окрашенные в сине-зелёной гамме.
Хоть для человека жук не представляет серьёзной угрозы, лучше воздержаться от близкого рассматривания особей. Попав в глаз, струя горячего яда может полностью лишить зрения. Взяв насекомое в руки, вы рискуете получить небольшие, но весьма болезненные ожоги.
Пауссины
Paussinae менее изучены, но представляют большой интерес для энтомологов. Среди своих собратьев подсемейство выделяется строением усов, которые имеют различную форму. Они могут напоминать перо или быть плоскими. Жук-бомбардир (фото можно увидеть в статье) из трибы пауссин выглядит весьма впечатляюще.
Этих особей иначе называют мирмекофилами. Особое строение их тела позволяет помещаться в муравейниках и проживать внутри чужого дома. Пауссины могут быть, как узкими и длинными, так более приземистыми и плоскими. Особые железы жуков вырабатывают секрет, усыпляющий бдительность муравьёв, которые принимают их за сородичей. Симбиозом такое сожительство вряд ли назовёшь, ведь выгоду получает лишь одна сторона. Вредоносные насекомые питаются за чужой счёт и поглощают молодняк муравьёв.
Питание
Жуки бомбардиры – сумеречные и ночное охотники. К такому образу жизни приспособлены и их глаза средних размеров. Днем они скрываются под корягами, камнями, в траве или среди поваленных деревьев. Рацион почти полностью составлен из белковой пищи.
Свои личинки бомбардиры откладывают в верхний слой почвы
А это означает, что они питаются другими живыми существами – личинками и куколками других жуков, улитками, червями и другими мелкими существами, обитающими в верхнем слое почвы, и падалью. К полету они не способны, поэтому перемещаются только на лапках.
Благодаря приплюснутой форме они легко пробираются среди опавшей листвы, обегая свои охотничьи угодья. Ориентируются с помощью усиков-антенн, которые им могут заменить почти все органы чувств – слух, зрение, обоняние и осязание.
Схватывают они свою жертву цепкими передними и средними лапками с зазубринами. Вырваться из смертельных объятий жертва не может, и после некоторого сопротивления затихает и смиряется с участью. Однако у этих хищников тоже есть много врагов, некоторые из них научились отлично обороняться от «выстрелов» насекомых.
Например, птицы закрываются от «выстрела» крыльями, некоторые грызуны прыгают на насекомое сверху и вдавливают его смертельное оружие в землю, а безобидная с виду личинка слепня закапывает самого жука во влажную землю, которая впитывает в себя ядовитую жидкость.
Однако жук-бомбардир защищается и после поражения. Наблюдали, как проглоченный лягушкой жук выстрелил, находясь внутри, и бедное земноводное от страха и внутреннего ожога выплюнуло бойца.
Физика выстрела
Энтомологи проводили массу экспериментов перед тем, как понять устройство оружия насекомого бомбардир (жук). Описание процессов, протекающих внутри, удалось получить только с использованием специального оборудования. Путём препарирования учёные выяснили, что полость брюшка особи имеет две небольшие железы. Каждая из них вырабатывает и аккумулирует различные по своему химическому составу вещества – пероксид водорода и гидрохинон.
А сам процесс взаимодействия реагентов и их выброса удалось тщательно изучить сотрудникам Массачусетского технологического института. Команда Кристины Ортиз использовала синхротронную рентгеновскую съёмку, чтобы познать все секреты природной защиты бомбардиров.
Работа показала, что внутри брюшка происходит серия физических и химических изменений. Реакционная камера (в которой смешиваются компоненты) снабжена толстым слоем хитина и имеет несколько эластичных клапанов-мембран. Один из них позволяет химическим составляющим попадать в резервуар, после чего он перекрывает обратный ход реагентов. Верхняя область камеры раздувается и давит на нижнюю. Когда давление максимально повышается, мембрана последнего сегмента брюшка открывается и выпускает горячую струю наружу.
Как такое может быть?
Доктор Энди Макинтош. Как инженер, доктор Энди Макинтош изучает жука-бомбардира с уникальной перспективы.Небольшой, казалось бы, инцидент в 2001 году изменил жизнь Энди. Он сидел в своем кабинете в Лидском университете в Англии, где он проводил исследования в течение 15 лет (и будет продолжать еще десять лет). Читая экземпляр «Труды академии естественных наук» (Proceedings of the Natural Academy of Sciences), он обратил внимание на статью о жуке-бомбардире, насекомом, которое выпрыскивает из своей задней части кипящую воду и химические вещества.
Глядеть на фотографии жука, выстреливающего химикаты из своего хвоста, большинство из нас может всего несколько минут, но не Энди. Человек с докторской степенью по теории горения не смотрит на мир так, как мы. Он знал, что в этой истории должно быть что-то еще.
Биологи знали о жуке еще с начала 1800-х годов, когда были опубликованы первые сообщения о жуках, стреляющих, как «артиллерия». Позже, в 1960-1970-е годы, ведущий мировой эксперт по жукам-бомбардирам, энтомолог Томас Эйснер (Thomas Eisner), сделал несколько захватывающих открытий о сложной химии жука, но осталось много загадок.
Что привлекло внимание Энди в новом отчете, так это очевидное свидетельство сгорания, его область знаний: происходит что-то удивительное для насекомого, чтобы вызвать серию взрывов, а затем расстрелять своих врагов как из пулемета.
Энди не интересовался жуком-бомбардиром, как мог бы заинтересоваться биолог. Он интересовался техникой и физикой. Как те, кто верит в сотворение мира, мы знаем, что Бог создал эту сложную химическую систему (что включает в себя специализированные химические вещества, которые ускоряют реакцию), а также камеру сгорания, подвижный кончик брюшка, как выхлопная башня (более универсальная, чем танковая башня), впускные и выпускные клапаны и сенсорный механизм, чтобы определить, в каком направлении может начаться атака. Энди задался вопросом, возможно ли, что Бог-Конструктор внедрил какие-то уникальные инженерные решения для миниатюрных взрывов, которые человеческая промышленность могла бы перенять и имитировать (биомимикрия) для нашего блага.
Возможно, мы и не знаем назначения взрывной струи в идеальном мире до грехопадения Адама, но Энди хотел узнать больше об инженерных особенностях. Он посетил биологический факультет своего университета, чтобы узнать, не заинтересуется ли кто-нибудь еще механикой уникальной системы оружия этого жука.
К его удивлению, один из биологов не только не проявил интереса, но и поинтересовался, зачем Энди это понадобилось: «А что ты надеешься узнать, ведь жук все еще эволюционирует?»
Отсутствие любопытства потрясло Энди. «Меня интересует, как все устроено. Поскольку я знал, что главный Конструктор проектировал животных, я ожидал открыть новые идеи в области горения и инженерии. Вместо того чтобы быть помехой, моя вера в Божье творение открыла новую область исследований. Именно потому, что я верил в сотворение мира, я был побужден задавать правильные вопросы».
Он обратился к автору статьи «Жук-бомбардир» доктору Эйснеру, работавшему в Корнельском университете. Энди не предполагал, какие это решение откроет двери для крупных исследований, которые продолжаются и по сей день, включая новые открытия и патенты.
Химия процесса
Чтобы разобраться, чем стреляют в своих противников жуки-бомбардиры, придётся углубиться в химию. Один из резервуаров выделяет гидрохинон, а второй пероксид водорода. Реакционная камера имеет небольшие железы, вырабатывающие каталазу и пероксидазу. Перед выстрелом жук сжимает их, выплёскивая содержимое в реактор. В этом резервуаре протекают два химических процесса – ферменты разлагают перекись до атомарного кислорода. Он преобразует гидрохиноны в хиноны. Обе реакции проходят с выделением большого количества тепловой энергии, которая разогревает смесь до 100 градусов. Давление внутри камеры возрастает и, пройдя точку равновесия, открывает наружный клапан.
Насекомое самостоятельно регулирует прицеливание и процесс выброса ядовитой струи. Её скорость может достигать 8 м/с, а диапазон облака варьируется от 1 до 10 см.
Литература
- Carabidae Wikispecies
. Web. Last updated 8 December 2013. Author Unknown. - Streaked bombardier beetle Buglife.org. Web. Accessed 16 December 2013. Author Unknown.
- ↑ 3,03,13,2 Bombardier beetle (Brachinus crepitans) ARKive.org. Web. Accessed 16 December 2013. Author Unknown.
- ↑ 4,04,1 Nagel, Peter. Flanged Bombardier Beetles from Laos (Carabidae, Paussinae) biogeography.unibas.ch
. Web. Published 2009. - ↑ 5,05,1 Доннелли , Эндрю . Bombardier Beetle australianmuseum.net . Веб . Обновлено : 16 июня 2009
- ↑ 6,06,16,26,36,4 Poetker , Эзра . Brachinus fumans animaldiversity.ummz.umich.edu » . Веб . Доступ 17 декабря 2013 .
- Rittenbach , Донован . Взрывная Жуки Hack Муравей Колонии для Королевского Лечение science.kqed . орг
. Веб . 27 июня 2007 . - ↑ 8,08,18,2 Эванс , А. В. [ https://www.nwf.org/Wildlife/Wildlife-Library/Invertebrates/Bombadier-Beetles.aspx Bombadier Жуки ] Nfw.org
. Веб . Доступ 1 января 2014 . - ↑ 9,09,1 Хэдли , Дебби . [ https://insects.about.com/od/coolandunusualinsects/a/bombdefenses.htmВзрыв Bombardier Жуки ] insects.about.com
. Веб . Доступ 12 января 2014 . - ↑ 10,010,110,2 Шварц , Джо . Химическая защита от Bombardier Beetle chemicallyspeaking.com
. Веб . Опубликовано в воскресенье, 15 August, 2010.
Почему бомбардир не взрывается?
Почему же при наличии столь опасной лаборатории внутри не взрывается сам жук-бомбардир? Интересные факты были открыты учёными на основании множественных исследований. Те самые эластичные клапаны, которые регулируют процессы подачи реагентов и их выброса, являются защитным элементом. Сокращение мембран позволяет снижать давление и предотвратить взрыв внутри тельца крошечного «химика». Жук самостоятельно регулирует процесс выброса и количество залпов. Эволюция научила жесткокрылых управлять толщиной телесных покровов.
Быстрая перезарядка «пушки» позволяет делать несколько выстрелов с интервалом в доли секунды. За столь ничтожное время реакционная камера успевает охладиться и уберечь особь от возможного перегрева. Жук имеет железу, вырабатывающую ингибитор, который способен быстро погасить химическую реакцию.
Ссылки [ править ]
- ^ a b c Анешансли, ди-джей; Eisner, T .; Widon, JM; Видон, Б. (1969). «Биохимия при 100 ° C: взрывной секреторный разряд жуков-бомбардиров (Brachinus)». Наука
.
165
(3888): 61–63. DOI : 10.1126 / science.165.3888.61 . PMID 17840686 . S2CID 96158109 . - ^ a b Стэнли А. Райс (2007). Энциклопедия эволюции . Издание информационной базы. п. 214. ISBN 978-0-8160-5515-9.
- ^ a b Исаак, Марк (30 мая 2003 г.) [1997]. «Жуки-бомбардиры и аргумент дизайна» . TalkOrigins
. Проверено 3 августа 2022 . - «Посмотрите, каким удивительным образом жук выживает, будучи съеденным» . National Geographic News
. 2018-02-06 . Проверено 17 сентября 2022 . - «Bombardier Beetle» . Факты и фотографии животных
. Далласское зоологическое общество. 2004. Архивировано из оригинала на 2011-07-08 . Проверено 17 июля 2010 . - Poetker, E. (2003). «Brachinus fumans» . Сеть разнообразия животных
. - Эйснер & Aneshansley 1999
- Дин, J .; Анешансли, диджей; Edgerton, HE; Эйснер, Т. (1990). «Защитный спрей от жука-бомбардира: Биологическая импульсная струя». Наука
.
248
(4960): 1219–21. Bibcode : 1990Sci … 248.1219D . DOI : 10.1126 / science.2349480 . PMID 2349480 . - Пайпер, Росс (2007). Необычные животные: энциклопедия любопытных и необычных животных . Гринвуд Пресс . ISBN 978-0-313-33922-6.
- ^ a b Вебер CG (зима 1981). «Миф о жуке-бомбардировщике развенчан» . Создание / Эволюция
. Национальный центр научного образования .
2
(1): 1–5. - ^ a b Исаак, Марк (30 мая 2003 г.). «Жуки-бомбардиры и аргумент дизайна» . Архив TalkOrigins
. - Брюне, PCJ; Кент, П. У. (1955). «Механизм образования склеротина: участие бета-глюкозида». Природа
.
175
(4462): 819–820. Bibcode : 1955Natur.175..819B . DOI : 10.1038 / 175819a0 . PMID 14370229 . S2CID 4206540 . - Eisner, T .; Анешансли, диджей; Eisner, M .; Attygalle, AB; Олсоп, DW; Мейнвальд, Дж. (2000). «Распылительный механизм самого примитивного жука-бомбардира ( Metrius contractus )» . Журнал экспериментальной биологии
.
203
(8): 1265–75. PMID 10729276 . - Неснижаемая сложность уменьшена до размера на YouTube — GrrlScientist (17 января 2011 г.). «Неснижаемая сложность, уменьшенная до размера» . Хранитель
. Это видео специально посвящено разоблачению так называемой «неснижаемой сложности» излюбленных примеров, используемых креационистами; глаз, жук-бомбардир, венерическая мухоловка и бактериальные жгутики.
Жук-помощник
Учёные из Великобритании утверждают, что раскрытие секретов механизма работы «пушки» жука может быть применено в авиации. Не исключено, что особенности выброса струи лягут в основу системы перезапуска реактивных двигателей. Авиаинженеры хотят создать аппарат, способный точно впрыскивать плазму в камеру внутреннего сгорания.
Поскольку «пушка» жука-бомбардира обладает высокой точностью попадания, ведутся разработки оружия, способного повторить успех насекомого. Защитные функции брахинин сравнивают с принципом немецких бомб V-1.
Участник теологических дискуссий
Бомбардир — жук, который стал настоящим камнем преткновения в среде креационистов. Эти люди разработали особую теорию, согласно которой всё живое на Земле произошло вследствие действий «Высшего разума». Некоторые приверженцы утверждают, что такая сложная система защиты не могла быть следствием длительной эволюции. Если различные части «лаборатории» развивались постепенно, то эта разновидность жуков не смогла бы выжить. Согласно теории, «Высший разум» создал проект и в одночасье одарил насекомых защитным механизмом божественного происхождения.
Энтомологи опровергли религиозные нападки креационистов. Большая численность разновидностей подсемейств брахинин и пауссин способствовала познанию различных механизмов образования веществ в реакционных камерах и способов стрельбы. Это позволило сделать выводы о приблизительном процессе эволюционных изменений защитной системы жуков. Учёные утверждают, что природа сделала вклад с упором на укрепление стенок реакционной камеры и повышение эластичности клапанов.
Экология
Диапазон карта, показывающая расположение жуков-бомбардиров из рода Brachinus
Различные виды жуков-бомбардиров могут быть расположены на всех континентах кроме Антарктиды ( диапазон обитания карта показывает только жуков-бомбардиров рода Brachinus и поэтому не хватает расположение видов из подсемейства paussinae ) . Виды Brachinus fumans , живет только в Северной Америке в то время как Brachinus crepitans живет в различных частях Европы , включая центральной Швеции , на юге Англии, и Южном Уэльсе , а также частях северной Африке. [6] в Brachinus crepitans основном живет в прибрежных районах , но они были замечены во внутренних районах. [3] Большинство жуки-бомбардиры предпочитают жить в умеренных [[ лесов ] ] или [ [ луга ] ] , но Brachinus fumans живет в пустыни, саванны, чапараль и леса. [6] Хотя многие виды предпочитают эти условия, жуки-бомбардиры варьироваться значительно в настройках среды обитания .
Подобно другим членам семьи Carabidae , жуки-бомбардиры являются [ [ плотоядных ] ] и питаются [ [ насекомые ] ] . В взрослой стадии ,Жук бомбардир , как правило, охотятся либо на земле или на деревьях. Даже в личиночной стадии , жуки потребляют других насекомых , чтобы обеспечить энергию для роста. [5] жуков-бомбардиров редко охотятся из-за их защитный механизм (см. защитный механизм ) . Это защитный механизм часто отталкивает [ [ хищники ] ] , кто пытается двигаться слишком близко к жука. [9]
