Реферат: Н. Ю. Феоктистова

Н.Ю. ФЕОКТИСТОВА Священный скарабей и его родственники

Скарабей священный
В отряде жесткокрылых, или жуков (Coleoptera), есть совершенно удивительная во многих отношениях группа, получившая название «навозников» – из-за того, что большинство ее представителей питаются экскрементами позвоночных животных. Причем кормятся таким образом не только взрослые жуки, но и их личинки. К навозникам относят три подсемейства жуков семейства пластинчатоусых (Scarabaeidae)1; афодии (Afodiinae, около 2500 видов); настоящие навозники, или геотрупы, (Geotrupinae, около 900 видов), и скарабеи (Scarabaeinae, около 4500 видов).

Экологически все три подсемейства весьма сходны – их представители перерабатывают органическое вещество помета и переносят его в почву, где дальнейшее разложение осуществляется различными микроорганизмами.



Навозные жуки, и в частности скарабеи, – отличные летуны. Обычно они добираются к источнику корма по воздуху, а куда лететь – им подсказывает прекрасно развитое обоняние.

После того как пища найдена, жук обычно отделяет себе солидный кусок (во много раз больший, чем могли бы использовать любые другие насекомые) и прячет его от своих соперников. В зависимости от способа, который при этом используется, виды жуков можно условно разделить на норных и катающих шары. Представители первой группы роют норку в непосредственной близости от источника пищи, часто прямо под навозной кучей, и сносят корм туда. Вторые лепят из навоза шары, которые откатывают на довольно значительные расстояния. Но потом, правда, также зарывают их в землю.

Другой важный аспект поведения скарабеев – создание гнезд для личинок. К этой проблеме они подходят очень ответственно. Каждая личинка в норе изолирована от своих товарок, более того, источник ее корма также индивидуален.


^ Sisyphus spinipes
Наиболее широко скарабеи распространены в тропических и субтропических областях, в умеренных широтах они встречаются гораздо реже (там среди жуков этой группы преобладают афодии и настоящие навозники), а в странах с холодным климатом скарабеев нет вообще. Аналогичная ситуация наблюдается и при подъеме в горы – скарабеев можно встретить только до 2000 м над уровнем моря, выше их замещают навозники других групп.

Лимитирующими факторами пространственного распространения скарабеев служат температура и осадки. Большинство видов этого подсемейства встречаются в областях, где выпадает более 250 мм осадков в год, а среднегодовая температура превышает 15оС. При этом круглый год скарабеев можно встретить только в тропических дождевых лесах, а в других районах они пережидают засушливые или прохладные периоды впадая в спячку или на стадии куколки.

Хотя скарабеи, как уже сказано, не любят сухости и потому обычно избегают пустынь, среди них есть ряд видов, которые все-таки приспособились жить в регионах с засушливым климатом. Для выживания у них выработались своеобразные формы поведения. Например, в сухих степях и пустынях Туркмении весьма крупный (до 5 см) навозный жук тмол (Synapsis tmolus) и более мелкий (до 3 см) испанский копр (Copris hispanus) сохраняют влагу корма, сначала быстро зарывая свою пищу прямо на месте, а потом перенося ее в более глубокие норы, в которых воздух остается влажным. Австралийский жук Coproecus hemiphaericus закапывает сухие экскременты совсем глубоко, около водоносных слоев, и там они отсыревают и размягчаются до нужной кондиции. Многие виды скарабеев, обитающие в пустынях Северной Америки и в горных пустынях, зачастую вообще не выходят из нор грызунов, где для них есть и пища, и благоприятный микроклимат.

А некоторые австралийские навозники, питающиеся пометом сумчатых, поступают иначе. Влаги в экскрементах пустынных млекопитающих и так не много, а попадая на сухую почву, они моментально превращаются в твердые камешки. Чтобы не дать пище высохнуть, жуки хватаются своими цепкими лапками за шерсть около анального отверстия зверя и так путешествуют, ожидая вожделенную добычу. Затем они спрыгивают и быстро утаскивают свой трофей под землю.

Самый, наверное, известный из скарабеев – скарабей священный (Scarabaeus sacer), жук, обожествленный древними египтянами2. В шариках, которые катают жуки, они увидели образ солнца с его суточным движением по небу, а в зубцах на голове и лапах жука – подобие солнечных лучей. Изображениями священного скарабея украшали гробницы, его рисовали на папирусах, запечатлевали в камне. Жуку воздавали почести и считали его символом счастья. В храмовом комплексе Карнак недалеко от г. Луксора (территория древних Фив) сохранилась колонна, которую венчает каменный скарабей. Согласно легенде, тот, кто семь раз обойдет колонну и прикоснется к жуку, может загадывать желание – оно сбудется. И ходит вокруг жука бесконечный хоровод приехавших взглянуть на Карнакские храмы туристов. Сбываются ли их желания – неизвестно, но владельцам многочисленных окрестных лавочек есть за что благодарить священного скарабея.




^ Священное озеро фараонов, около которого находится колонна с каменным скарабеем
Сослужили древние легенды пользу и науке – в определенной степени из-за них известный энтомолог прошлого века Жан-Анри Фабр заинтересовался скарабеем и раскрыл многие его тайны. Благодаря наблюдениям этого ученого мы узнали множество интересных фактов и из жизни родственников священного жука – испанского копра, копра Изиды, лунного копра и некоторых других. Именно Фабр обнаружил, что большая часть шаров, которые катают скарабеи, – это их пищевые запасы. Жуки, как самцы, так и самки, не только сами лепят шары, но и воруют и отнимают их друг у друга. Заполучив тем или иным образом шар, жук старается откатить его подальше, зарыть в землю и там, в уюте и спокойствии, предаться трапезе. Скарабей очень прожорлив, и вскоре ему приходится выбираться на поверхность за новой добычей. Когда наступает пора откладывать яйца, самки священного скарабея делают особые шары, как правило, из более нежного – овечьего – навоза, и поодиночке (жуки ряда других видов выполняют свои родительские обязанности вместе) зарывают их в землю. Потом в шар откладывается яичко, и на этом забота самки о потомстве заканчивается. Когда запас еды подходит к концу, личинка в шаре окукливается, а примерно через месяц из куколки выходит взрослый жук.


^ Разные стадии формирования гнезда у Cephalodesmus armiger

Стадии откладки яйца у Cephalodesmius armiger
1. Самка отделяет небольшую порцию питательной массы.
2. Самка катает маленький шарик для будущей колыбельки.
3. Самка спаривается с самцом.
4. Самка готовит из шарика маленькую чашечку.
5. Самка откладывает в чашечку яйцо.
Куда интереснее семейные взаимоотношения многих других видов скарабеев. Например, у испанского копра, лунного копра (С.lunaris), самцы которого носят на голове слегка изогнутый рог, и некоторых других копров, или калоедов, самец и самка бок о бок трудятся, выкапывая под подходящей кучей навоза довольно большую галерею, заканчивающуюся расширяющейся камерой. Туда жуки перетаскивают большое количество навоза и формируют из него особый «пирог» удлиненной или сферической формы. В таком «пироге» происходят специфические процессы анаэробной ферментации, в результате чего будущая еда для личинок становится более гомогенной и легкоусвояемой. И только когда «пирог» готов, самка начинает лепить из него питательные шары для будущего потомства. А потом продолжает заботиться о личинках – если шар начинает трескаться и грозит высохнуть, самка заделывает трещины, если на нем появляется плесень – счищает ее. И так происходит до тех пор, пока из своих колыбелек не выйдут молодые жуки или пока мать не умрет. Последнее случается чаще – большинство скарабеев размножается один раз в жизни и не доживает до появления потомства из куколок.

Сложны и удивительны родительские заботы и австралийских скарабеев из рода цефалодесмис (Cephalodesmius). Взрослые жуки появляются на поверхности в конце лета и тут же роют себе кормовые норки, в которые стаскивают запасы еды. Осенью происходит встреча самца и самки. И хотя до сезона размножения еще далеко, они больше не расстаются, а заводят общую норку, где запасают корм на зиму. Пора размножения наступает весной. Теперь оба родителя постоянно снуют туда и обратно, притаскивая в нору огромное количество самых разнообразных кормов – в отличие от большинства скарабеев представители этого рода питаются в основном растительным материалом. Среди их запасов можно найти и прелые листья, и маленькие цветочки, и небольшие плоды, и семена, и помет животных. По мере накопления запасов добыча корма становится в основном заботой самца, а самка начинает «обрабатывать» доставленную провизию. Она добавляет в общую массу свой собственный помет и помет самца и начинает формировать из всего этого шары, в которых проходит специфический процесс брожения. Когда питательная масса «созревает», самка делает из нее своеобразные чашечки, откладывает в них по яичку и закрывает крышечками – так что в итоге опять-таки получаются шары.


 
^ Самка Copris armatus готовит питательный «пирог» для будущих яиц

Самка изготавливает 3 грушевидные колыбельки, в которые откладывает по яйцу

^ Самка заботится о колыбельках, в которых развиваются личинки

С этой поры самка цефалодесмиса уже никогда не покидает гнезда – все ее силы уходят на заботу о своих будущих детях. Как только в колыбельке выводится личинка и начинает питаться содержимым своего шара, забот у матери прибавляется. Она добавляет к шару новые порции корма, которым продолжает снабжать ее самец.

Пока личинка маленькая, мать добавляет к ее шару только перебродившую массу, но потом переходит на не полностью «созревший» и даже свежий, только что принесенный самцом корм. Развивающаяся личинка в это время начинает издавать в своем шаре звуки, возникающие за счет трения маленьких бугорков на внутренней поверхности последнего брюшного сегмента и особых гребешков на голове. Функция этих звуковых сигналов неизвестна, но ученые предполагают, что таким образом личинка может сообщать матери о своем состоянии и потребности в пище. Взрослые же цефалодесмисы никаких звуков не издают.

Когда развитие личинки завершается и она готова к окукливанию, мать заштукатуривает поверхность шара специальной смесью из своего помета, помета самца и личинок (последний выделяется из шара через стенки). После того как смесь высыхает, шар становится особенно прочным и крепким. «Запечатав» одну колыбель, самка продолжает ухаживать за другими, но к тому моменту, когда молодые жуки должны появиться на свет, родители уже погибают.

Однако навозные жуки Австралии поражают не только удивительными семейными взаимоотношениями. Например, в Австралии живет единственный представитель подсемейства, не способный летать. Обнаружили этого жука совершенно случайно, и не в природе, а в музейных коллекциях. В 1972 г. австралийский исследователь Эрик Маттьюз, работавший в Парижском музее, обратил внимание на необычный экземпляр с этикеткой «Квинсленд, из коллекции Генри Бейтса».


^ Бескрылый австралийский навозник Onthophagus apterus
Каким образом австралийский жук попал к одному из величайших натуралистов прошлого века, который работал в основном на Амазонке, а в Австралии никогда не был? Оказалось, что Бейтс купил этот экземпляр у коллекционера Франциска Дю Булай, который действительно бывал в Квинсленде, в районе, расположенном примерно в 150 км от того места, где бескрылые жуки обнаружены ныне.

Бескрылость их обнаружили тоже случайно – когда непонятный экземпляр из старой коллекции размягчили и приподняли выпуклые надкрылья жука. Точнее, крылья у него есть, но маленькие, неспособные обеспечить полет тяжелого насекомого.

Вновь открытый жук получил латинское название ^ Onthophagus apterus, которое отражало его «бескрылость». Однако экземпляр из коллекции Бейтса продолжал оставаться единственным известным ученым.

Живых жуков нашли только через 24 года – в 1996 г., когда несколько насекомых этого вида попали в энтомологические ловушки, расставленные учеными на западе Квинсленда. Оказалось, что бескрылые навозные жуки обитают в небольших горах, в местах отдыха валлаби, и питаются пометом этих сумчатых. Позже еще одна колония была обнаружена в другом районе, также в местах отдыха валлаби.

Такая приверженность жуков к одному месту, в течение многих веков изобилующему кормом, может, по мнению ученых, объяснить их неспособность к полету. Однако это лишь предположение – ведь в таком случае популяция навозников оказывается очень уязвимой. Стоит произойти изменениям в ландшафте, валлаби сменят место отдыха – и тогда жуки исчезнут...

Интересно, что хотя в Австралии встречается около 400 видов навозных жуков, все они достаточно специализированы и приспособлены к своеобразным условиям «пятого континента». И когда вслед за европейскими переселенцами здесь появились стада овец и коров, оказалось, что их помет некому перерабатывать! В 60-е гг. нашего века проблема приняла угрожающие масштабы – огромные площади были покрыты подсыхающим и засохшим навозом. В результате пришлось привозить и акклиматизировать здесь африканских навозников, которые приспособились отлично справляться с богатым «урожаем», оставляемым стадами копытных. После многочисленных экспериментов на должность «ассенизаторов» были назначены представители вида Onthophagus gazella, которых, кстати, уже использовали в этой должности в Техасе и Калифорнии. Эти жуки очень трудолюбивы и спокойно относятся друг к другу – от 10 до 50 пар могут одновременно «работать» над одной лепешкой навоза, не вступая в конфликты.

Этот вид, наверное, и самый продуктивный среди навозников. Личинка в шаре развивается в течении 2,5 недели, а куколка – 2 недели. Половое созревание наступает у жуков уже через 4–5 дней после выхода из гнездовой норки. Каждая самка лепит от 10 до 12 шаров и откладывает туда по яичку, а самец помогает ей создавать запасы пищи для будущих детей.


Жизненный цикл жука Onthophagus gazella
1 Взрослый жук находит свежий помет.
2. Пара жуков строит гнездо, в которое затаскивает помет
и самка формирует из него шары-колыбельки.
3. Яйцо, находящееся в шаре-колыбельке.
4. Развивающаяся из яйца личинка жука.
5. Куколка жука.
6. Молодой жук, готовый выйти на волю.
На этом мы заканчиваем наш рассказ об удивительных навозных жуках. И надеемся, что, узнав о подробностях их жизни, вы будете более внимательно к ним относиться, а может быть вместе с учениками проведете интересные наблюдения за обитающими в ваших краях навозниками.


Литература
Фабр Ж.-A. Инстинкты и нравы насекомых. – М: Терра, 1993.

G.Halffter, W.D.Edmonds. The nesting behavior of dung beetles (Scarabaeinae). Institute de Ecology. Mexico, 1982.

Nature Australia. 1999–2000. V. 26. № 7.



1 Еще к этому семейству относятся такие известные насекомые, как майский хрущ, бронзовки, жук-носорог.

2 Священных скарабеев можно встретить и в нашей стране – на юге степной зоны, на Кавказе. Есть они и в Закавказье, и в Средней Азии.

 
еще рефераты
Еще работы по разное