Огляд найбільших помилок, які коли-небудь існували

Жуки-голіафи та молі-сфінкси були б описані як великі будь-хто, хто живе сьогодні, але деякі доісторичні комахи затьмарюють цих еволюційних нащадків. Під час палеозойської ери Земля кишила гігантськими комахами, від бабок із розмахом крил, що вимірюється у футах, до поденок майже 18 дюймів завширшки.

Хоча сьогодні живе понад мільйон видів комах , справді гігантських комах більше не існує. Чому гігантські комахи жили в доісторичні часи, але з часом зникли з Землі?

Коли комахи були найбільшими?

Палеозойська ера настала від 542 до 250 мільйонів років тому. Він розділений на шість періодів часу, і в останні два відбувся розвиток найбільших комах. Вони були відомі як кам’яновугільний період (360-300 мільйонів років тому) і пермський період (300-250 мільйонів років тому).

Атмосферний кисень є найбільш обмежуючим фактором для розміру комах. Протягом кам’яновугільного та пермського періодів концентрація кисню в атмосфері була значно вищою, ніж сьогодні. Доісторичні комахи дихали повітрям, яке містило від 31 до 35 відсотків кисню, у порівнянні з лише 21 відсотком кисню в повітрі, яким ви дихаєте зараз.

Найбільші комахи жили в кам’яновугільному періоді. Це був час бабки з розмахом крил понад два фути та багатоніжки, яка могла досягати десяти футів. У міру зміни умов у пермський період жуки зменшилися в розмірі. Тим не менш, у цей період була своя частка гігантських тарганів та інших комах, яких ми, безперечно, класифікували б як гігантські.

Як жуки стали такими великими?

Клітини вашого тіла отримують кисень, необхідний їм для виживання, через кровоносну систему. Кисень переноситься кров’ю через артерії та капіляри до кожної клітини вашого тіла. У комах, з іншого боку, дихання відбувається шляхом простої дифузії через стінки клітин.

Комахи поглинають кисень повітря через дихальця — отвори в кутикулі, через які гази надходять і виходять з тіла. Молекули кисню рухаються через систему трахеї . Кожна трахеальна трубка закінчується трахеолою, де кисень розчиняється в трахеольній рідині. Потім O ₂ дифундує в клітини.

Коли рівень кисню був вищим, як у доісторичну епоху гігантських комах, ця дихальна система з обмеженою дифузією могла постачати достатньо кисню для задоволення метаболічних потреб більшої комахи. Кисень може досягати клітин глибоко всередині тіла комахи, навіть якщо ця комаха має кілька футів у довжину.

Оскільки вміст кисню в атмосфері зменшувався протягом еволюційного часу, ці внутрішні клітини не могли адекватно забезпечуватися киснем. Менші комахи були краще підготовлені для функціонування в гіпоксичному середовищі. І тому комахи еволюціонували до менших версій своїх доісторичних предків.

Найбільша комаха, яка коли-небудь жила

Нинішнім рекордсменом найбільшої комахи, яка коли-небудь жила, є стародавній грифон. Meganeuropsis permiana досягав вражаючих 71 см від кінчика до кінчика крила, тобто повний розмах крил 28 дюймів. Цей гігантський безхребетний хижак населяв теперішню центральну частину США в пермський період. Скам’янілості цього виду були виявлені в Елмо, Канзас і Мідко, Оклахома. У деяких джерелах він називається Meganeuropsis americana .

Meganeuropsis permiana — одна з доісторичних комах, яких називають гігантськими бабками. Девід Грімальді у своєму великому томі «Еволюція комах » зазначає, що це неправильна назва. Сучасні одонати лише віддалено пов’язані з гігантами, відомими як продонати.

Інші гігантські, стародавні членистоногі

Стародавній морський скорпіон Jaekelopterus rhenaniae виріс до 8 футів у довжину. Уявіть собі скорпіона, більшого за людину! У 2007 році Маркус Пошманн виявив скам’янілий кіготь цього масивного екземпляра в німецькому кар’єрі. Кіготь мав розміри 46 сантиметрів, і на основі цього вимірювання вчені змогли екстраполювати розмір доісторичного евриптерида (морського скорпіона). Jaekelopterus rhenaniae жив між 460 і 255 мільйонами років тому.

Схожа на багатоніжку істота, відома як Arthropleura , досягла не менш вражаючих розмірів. Артроплевра має довжину 6 футів і 18 дюймів завширшки. Хоча палеонтологи ще не знайшли повної скам’янілості Arthropluera , сліди скам’янілостей, знайдені в Новій Шотландії, Шотландії та Сполучених Штатах, припускають, що стародавня багатоніжка могла б конкурувати з дорослою людиною за розміром.

Які живі комахи найбільші?

Оскільки на Землі існує понад один мільйон видів комах, титул «Найбільша жива комаха» був би надзвичайним досягненням для будь-якого жука. Однак перш ніж ми зможемо присудити таку нагороду одній комахі, нам потрібно визначити, як ми вимірюємо розмір.

Що робить помилку великою? Чи велика маса визначає істоту як велику? Або те, що ми вимірюємо лінійкою чи рулеткою, визначаємо сантиметрами? По правді кажучи, яка комаха отримає титул, залежить від того, як ви вимірюєте комаху та кого запитуєте.

Виміряйте комаху від передньої частини голови до кінчика черевця, і ви зможете визначити довжину її тіла. Це може бути одним із способів вибрати найбільшу живу комаху. Якщо це ваші критерії, ваш новий чемпіон світу був коронований у 2008 році, коли ентомологи виявили новий вид комах-паличок на Борнео. Мегастик Чана, ланцюг Phobaeticus , має розміри цілих 14 дюймів від голови до живота та цілих 22 дюйми, якщо ви розтягнете рулетку, щоб включити її витягнуті ноги. Комахи-палички домінують у змаганнях у категорії найдовших комах. До відкриття мегапалиці Чана це звання носила інша пішохідна палиця, Pharnacia serratipes .

У багатьох комах його крила розправлені набагато ширше, ніж розмір тіла. Чи буде розмах крил хорошим показником розміру комахи? Якщо так, то ви шукаєте чемпіона серед лускокрилих. З усіх живих комах найбільший розмах крил мають метелики та молі. Птахокрил королеви Олександри, Ornithoptera alexandrae , вперше заслужив звання найбільшого метелика у світі в 1906 році, і більше століття не було виявлено жодного більшого метелика. Цей рідкісний вид, який живе лише на невеликій території Папуа-Нової Гвінеї, може досягати 25 см від кінчика до кінчика крила. Незважаючи на те, що це вражає, моль утримала б титул найбільшої живої комахи, якби розмах крил був єдиним критерієм. Біла відьмина моль, Thysania agrippina , випереджає будь-яких інших лускокрилих із розмахом крил до 28 см (або 11 дюймів).

Якщо ви шукаєте громіздкого жука, щоб помазати його як найбільшу живу комаху, зверніть увагу на жесткокрилих. Серед жуків ви знайдете кілька видів із масою тіла, яка схожа на фільми наукової фантастики. Гігантські скарабеї відомі своїми вражаючими розмірами, і серед цієї групи чотири види залишаються в глухому куті в змаганні за найбільшого: Goliathus goliatus , Goliathus regius , Megasoma actaeon і Megasoma elephas . Самотній керамбіцид, влучно названий Titanus giganteus , однаково масивний. Відповідно до Книги рекордів комах, дослідженої та складеної Університетом Флориди, немає надійного способу розірвати зв’язок між цими п’ятьма видами за звання найбільшого клопа.

Нарешті, є ще один спосіб подумати про розмір комах – вага. Ми могли б поставити комах на терези одну за одною та визначити, яка найбільша лише за грамами. У цьому випадку є явний переможець. Гігантська вета, Deinacrida heteracantha , родом з Нової Зеландії. Особина цього виду важила 71 грам, хоча важливо відзначити, що самка несла повний вантаж яєць, коли вона ступила на ваги.

Тож кого з цих комах слід назвати найбільшою живою комахою? Все залежить від того, як ви визначаєте великий.

Джерела

• Дадлі, Роберт. (1998). Атмосферний кисень, гігантські палеозойські комахи та еволюція повітряних локомоторних можливостей. Журнал експериментальної біології 201 , 1043–1050.
• Дадлі, Роберт. (2000). Еволюційна фізіологія польоту тварин: палебіологічні та сучасні перспективи. Annual Review of Physiology, 62, 135–55.
• Еволюція комах , Девід Грімальді.
• Сьюз, Ганс-Дітер (2011, 15 січня). Найбільший наземний «жук» усіх часів . National Geographic News Watch. Процитовано 22 березня 2011.
• Брістольський університет (2007, 21 листопада). Гігантський викопний морський скорпіон, більший за людину. ScienceDaily. Отримано 22 березня 2011 року з ScienceDaily .

Клас Комахи. Загальна характеристика

Комахи — найчисленніша група тварин. Відомо близько 1 млн видів комах, поширених від Антарктиди до 84° північної широти; з них в Україні — 20 тисяч.

Комахи входять до складу найрізноманітніших біоценозів суші. Вони трапляються на висоті 5 тис. м над рівнем моря; закаспійський терміт прокладає свої ходи на глибину до 12 м. Живуть комахи і в абсолютно безводних пустелях. Навіть в Антарктиді було знайдено антарктичних комарів. Пристосування до польоту сприяло освоєнню комахами повітряного середовища. Проте суто наземних форм серед комах порівняно небагато. Понад 90 % усіх видів комах у певний період свого життя пов’язані з ґрунтом або водою як середовищами існування. У житті комах відчутну роль відіграють лише прісні водойми. Відкритих просторів морів та океанів вони не заселяють, окремі види комах живуть у прибережній зоні, у морських бухтах та закритих затоках.

Будова і життєві функції. Розміри комах коливаються від 0,25 мм (їздці, яйцеїди) до 20-26 см (жук-геркулес, паличники тощо).

Зовнішня будова комахи (на прикладі хруща)

Тіло завжди складається із трьох відділів: голови, грудей і черевця. На голові розташовані пара вусиків (антен), ротові органи, фасеткові очі та прості очка. Вусики бувають різні за формою. Форма вусиків — важлива систематична ознака комах. Ротові органи, залежно від способу живлення, можуть бути різних типів. Ноги бувають різних типів залежно від способу життя та переміщення комах: бігальні, стрибальні, хватальні, риючі та ін. Нога складається з таких частин: тазик, вертлуг, стегно, гомілка і лапка, яка закінчується 1-2 кігтиками.

У більшості комах на 2-му і 3-му сегментах грудей є по парі крил. Первиннобезкрилі комахи ніколи не мали крил, у деяких вони редукувались (воші, блохи, пухоїди та ін.). Крила — пластинки різної форми, утворені виростами шкірних покривів. Вони пронизані сіткою жилок, по яких у крило заходять трахеї і нерви, а також кров. Будова крил — важлива систематична ознака комах. Завдяки польоту комахи змогли розселитись по всій Землі й освоїти різні біотопи.

На черевці, яке складається із 6-12 сегментів, у дорослих комах кінцівок немає (у личинок деяких видів є несправжні черевні ніжки). Самки багатьох видів комах на кінці черевця мають яйцеклад, а окремих — жало, на якому відкривається протока отруйної залози.

Забарвлення тіла комах залежить від пігментів, що містяться в кутикулі; металевий блиск зумовлюється заломленням або відбиттям променів світла.

Органи чуття комах дуже складні та різноманітні. У них розвинені пара складних фасеткових очей та 2-3 простих очка. Кількість оматидіїв у фасетковому оці різних видів комах неоднакова: активні хижаки (бабки) мають їх до 28 тис. у кожному оці, а робочі мурашки, що живуть під землею, — лише 8-9. Зір у комах кольоровий. Вони сприймають жовто-зелені, сині й ультрафіолетові промені. Чітке зображення предмета виникає в оці комахи лише на відстані 10 см, але на рух предметів вона реагує за 1,5-2 м. У багатьох комах розвинені органи слуху, за допомогою яких вони сприймають не лише звукові, але й будь-які коливання середовища. Тімпанальні органи містяться на різних частинах тіла: ногах (у коників), черевці (у саранових), по боках грудей (у деяких саранових) тощо. Деякі комахи не лише сприймають звуки, але й здатні відтворювати їх. Звукові органи комах різноманітні. Коники, наприклад, відтворюють звуки, тручи одне крило об друге; саранові — під час тертя стегна задніх ніг об верхні крила тощо.

Хеморецептори комах представлені нюховими та смаковими сенсилами. Нюхові сенсили різноманітні за формою і розташовані, головним чином, на вусиках та щупиках. Кількість нюхових сенсил буває дуже великою (у мух — 2-4 тис., у бджоли — 10 тис.). Нюх допомагає комахам у пошуках їжі. Крім того, орієнтація за запахом є каналом передачі інформації, тобто своєрідною мовою комах. Доведено, що комахи виділяють у навколишнє середовище біологічно активні речовини — феромони, які сприймаються іншими особинами даного виду і впливають на їхню поведінку, а іноді й на ріст та розвиток. Є феромони тривоги, оборони, слідові та ін. Статеві феромони — атрактанти — сприяють знаходженню особин протилежної статі. Експериментально доведено, що самці деяких метеликів уловлюють запах атрактантів самки на відстані до 10 км.

Смакові сенсили містяться на ротових органах та лапках ніг. Дотикові (у вигляді волосків) розкидані по всьому тілу комах. Крім перелічених органів чуття у комах є ще деякі рецепторні апарати: сенсили, що сприймають температуру (терморецептори), вологість (гігрорецептори). Водні комахи відчувають зміну тиску, терміти — магнітне поле Землі та ін.

Органи травлення комах розпочинаються ротовою порожниною, куди відкриваються слинні залози. Ротова порожнина за допомогою короткої глотки з’єднується зі стравоходом, задня частина якого розширюється у воло. Воно є резервуаром для їжі, проте тут їжа зазнає і деяких змін. Так, перетворення нектару в мед у бджіл відбувається частково вже у волі. У наступному відділі — шлунку — відбувається механічна обробка їжі. У середній кишці відбувається перетравлення і всмоктування їжі. Печінки немає. Травні ферменти виділяють безпосередньо стінки середньої кишки. У задній кишці всмоктується вода. Неперетравлені рештки видаляються через анальний отвір.

Від гангліїв центральної нервової системи відходять нерви до різних органів.

Органи виділення продуктів обміну речовин — мальпігієві судини (від 2 до 150).

Органами дихання є складна система трахей, що пронизують усе тіло комахи і закінчуються найтоншими гілочками — трахеолами. Повітря в трахеї потрапляє крізь дихальця (стигми), розташовані по боках грудей та черевця. Трахеї вистелені кутикулою, яка утворює спіральні потовщення. Це надає їм еластичності й перешкоджає спаданню стінок. Надходження і видалення повітря відбувається шляхом зміни об’єму черевця за допомогою скорочення м’язів. Личинки деяких комах (бабок, поденок), що живуть у воді, дихають трахейними зябрами — тонкостінними виростами черевця, у яких галузяться трахеї.

Внутрішня будова комах (на прикладі самки таргана)

Кровоносна система незамкнена. Серце розташоване на спинному боці і має вигляд трубки, розділеної перегородками із клапанами на кілька камер. Задній кінець його закінчується сліпо, а від переднього відходить аорта, з якої кров (гемолімфа) виливається в порожнину тіла. У камерах серця є отвори із клапанами (остії), крізь які гемолімфа надходить з порожнини тіла до серця. Гемолімфа виштовхується з камери в камеру від заднього кінця серця до переднього внаслідок скорочення крилоподібних м’язів, які підходять до кожної камери.

Гемолімфа — безбарвна або жовтувата рідина. Гемоглобін у ній міститься дуже рідко, бо функцію транспорту газів у комах виконують трахеї. Гемолімфа розносить поживні речовини, а також виконує (завдяки наявності фагоцитів) захисну функцію. Крім того, сюди надходять продукти обміну речовин, які переносить гемолімфа до органів виділення.

Для м’язової системи комах характерна значна диференціація та спеціалізація окремих елементів. Кількість м’язових пучків досягає 1,5-2 тис. Комахи розвивають значну м’язову силу: хрущ тягне вантаж у 24 рази більший за власну масу; блоха стрибає у 200 разів вище, ніж сама за розмірами.

Нервова система комах, порівняно з іншими членистоногими, має значно вищий рівень розвитку та спеціалізації. Центральна нервова система включає парний надглотковий ганглій («головний мозок»), підглотковий ганглій та ганглії черевного нервового ланцюжка. Комахи, що мають складну поведінку, характеризуються більшими розмірами головного мозку. У бджоли він становить 1/174 об’єму тіла, а в жука-плавунця — лише 1/420.

Розмноження комах завжди статеве; нерідко трапляється партеногенез. Комахи — різностатеві тварини, багатьом з них притаманний статевий диморфізм (самці відрізняються від самок розмірами, забарвленням, наявністю різноманітних придатків). Запліднення внутрішнє, рідше — зовнішньо-внутрішнє. У самок деяких видів є сім’яприйомники, де сперма самця може зберігатись тривалий час (4-5 років). Форма, забарвлення, а також кількість яєць, що їх відкладають комахи, дуже різноманітні. Сарана відкладає 500-900 яєць, бджолина матка — 1,5 млн, а цариця термітів — до кількох мільйонів на рік. Яйця вкриті шкаралупою, що захищає їх від несприятливих впливів навколишнього середовища.