Наверное, многие из наших читателей смотрели популярный фантастический фильм «Звездный десант», где ключевым моментом является битва людей с жуками. Злостные жуки использовали в качестве нападения различные методы, куда входили и химические – жуки выстреливали ядовитым пахучим веществом. И это совсем не просто так, ведь прототипом подобного жука является жук-бомбардир.
Жуки обладают интересным защитным механизмом. В случае опасности они выбрасывают в сторону врага горячую ядовитую защитную жидкость, которая на воздухе с треском мгновенно превращается в облако.
В данной статье рассмотрим более подробно насекомое жук-бомбардир, его общую характеристику и особенности, внешний вид и среду обитания, характер и образ жизни, питание, размножение и продолжительность жизни, естественных врагов.
Внешний вид
Жук бомбардир — насекомое, длиной 5—15 мм. Внешний вид и пропорции типичны для жужелиц, к семейству которых он относится. Тело взрослого насекомого вытянутое, овальное. Общая окраска темная с металлическим блеском, отдельные части тела часто окрашены в красно-коричневые тона.
Голова слабо втянута в переднегрудь, расположена преимущественно горизонтально, с небольшим наклоном вниз. Заканчивается небольшими серповидными мандибулами, приспособленными для удержания и разрывания жертв — других более мелких насекомых. Губные щупики состоят из 3-х сегментов. Глаза средних размеров, соответствуют преимущественно сумрачному образу жизни. На краю глаз расположена одна надглазничная щетинка. Дополнительных глазков нет. У жуков, входящих в подсемейство Brachininae усики 11-сегментные нитевидные.
На первом сегменте расположена щетинка, несколько подобных щетинок-волосков можно увидеть на последнем сегменте усиков. Насекомые из подсемейства Paussinae обладают эффектными перистыми усиками. Голова и переднеспинка, усы-антенны и конечности обычно темно-красного цвета.
Ноги длинные, приспособленные для передвижения по твердому грунту. Строение конечностей сложное. Каждая состоит из 5 частей. По своему типу относятся к бегательным. На передних конечностях есть особенность: на голенях присутствует выемка — приспособление для чистки усиков. Надкрылья твердые, обычно покрывают корпус жука полностью, но у некоторых видов короче туловища. Их концы бывают трех видов: закругленные, «подрезанные» перпендикулярно осевой линии корпуса или скошенные внутрь. Надкрылья жука окрашены в синий, зеленый цвет, иногда в черный. На них присутствуют продольные неглубокие бороздки.
Крылья развиты умеренно, с сетью карабоидных жилок. Бомбардиры больше доверяют ногам, чем крыльям. От врагов спасаются бегством, перелеты используют для освоения новых территорий. Насекомые, входящие в некоторые замкнутые популяции, по большей части островные, полностью отказались от полетов. Брюшко насекомого состоит из 8 стернитов, плотных участков сегментарных колец. Самцы и самки внешне схожи. У самцов на лапках есть дополнительные сегменты, которые предназначены для удержания самок во время копуляции.
Виды
Собственно к бомбардирам относят одно подсемейство жужелиц – Brachininae (брахинины). Однако среди семьи есть еще подсемейство, способное стрелять горячей смесью из подкожных желез в брюшном заднем отделе. Это Paussinae (пауссины).
От других членистоногих своего семейства они отличаются тем, что имеют необычные и достаточно широкие усики-антенны: у некоторых они выглядят, как большие перья, а у других — в виде тонкого диска. Также пауссины известны тем, что чаще всего живут в муравейнике.
Дело в том, что выделяемые ими феромоны оказывают умиротворяющее действие на муравьев и подавляют их агрессию. В результате и жуки, и их личинки получают вкусную и питательную пищу из запасов муравейника, кроме того, незваные гости поедают личинки самих хозяев. Их называют мирмекофилы – «живущие среди муравьев».
Между собой оба подсемейства не скрещиваются, возможно, у них даже были разные предки. Среди жужелиц еще многие насекомые выделяют такие смеси, но для обеих вышеназванных групп общим является то, что лишь они научились «разогревать» пахучую жидкость перед выстрелом.
В подсемействе пауссинов на данный момент известно 750 видов в 4 трибах (таксономических категориях между семейством и родом). Бомбардиры определились в трибе пауссинов Латрея, которая включает в себя 8 подтриб и более 20 родов.
Подсемейство брахининов включает 2 трибы и 6 родов. Самые известные из них:
- Brachinus — наиболее изученный и распространенный род в семействе бомбардиров. В него входит Brachinus crepitans — жук-бомбардир трескучий (номинантный вид), его устройство для защиты, пожалуй, самое выдающееся из всех. Горячая ядовитая жидкость выбрасывается с громким треском и молниеносной частотой – до 500 выстрелов в секунду. В процессе вокруг него создается ядовитое облачко. С него приступил к изучению этих жуков энтомолог и биолог Карл Линней, который впоследствии начал систематизировать данных членистоногих. Личинки трескучего бомбардира ведут паразитирующий образ жизни, выискивая для своего развития подходящий объект в верхнем слое почвы. Такое поведение жука-бомбардира присуще почти всем видам семейства. Внешне он выглядит стандартно – черные жесткие надкрылья, а голова, грудь, лапки и усики — ярко-красного цвета. Длина туловища от 5 до 15 мм.
- Mastax — жук-бомбардир из тропических регионов Азии и Африки. Его надкрылья разрисованы поперечными бежевыми полосами, пересекающими одну продольную широкую коричневую. Общий фон – черный. Голова, грудь и усики – коричневые, лапки – темные.
- Pheropsophus – этот жук-бомбардир обитает в тропиках и субтропиках всех частей света. Крупнее двух предыдущих родственников, крылья черные, ребристые, украшены коричневыми фигурными пятнами, такой же цвет имеют голова и грудь насекомого. Они тоже украшены посередине пятнами, только угольного оттенка. Усики и лапки бежево-кофейные. Глядя на этого жука, можно подумать, что это старинное украшение из натуральной кожи и камня агата — так красиво блестят его панцирь и крылья, оттеняя благородство окраски. В России встречается лишь один вид этого жука на Дальнем Востоке – Pheropsophus (Stenaptinus) javanus. В его расцветке вместо коричневых оттенков присутствует песочно-бежевый цвет, что добавляет элегантности облику.
Среда обитания
Самый распространенный вид жуков бомбардиров – трескучий. Места обитания – Европа и Азия. Они отдают предпочтение сухим равнинным местам и умеренно-влажной почве. На территории Российской Федерации они встречаются повсеместно, от территории Сибири, до озера Байкал. Но встречаются особи в горах, не только на ровных участках.
Характер и образ жизни
В целом, жуки предпочитают места с сухой и умеренно-влажной почвой. Ведут ночной образ жизни. Днем они прячутся под камнями и другими укрытиями, в сумраке и ночью начинают кормиться. Пик активности бомбардиров приходится на закатные часы. Это время они предпочитают не только для поиска пищи, но и для расселения.
Способность к полету проявляют, в основном, молодые насекомые, только что вышедшие из куколки. Срабатывает инстинкт освоения новых территорий. В дальнейшем страсть к перелетам у бомбардиров угасает.
С приближением зимы, укорачиванием дня, активность насекомых снижается. С холодами жуки впадают в подобие спячки, у них наступает диапауза, при которой обменные процессы в организме снижаются почти до нуля. Аналогичным образом организм жуков может отреагировать на летнюю засуху.
Наблюдая за жизнью насекомых, ученые выяснили, что днем, под камнями жуки собираются в группы, которые не только многочисленны, но и разнородны по составу. Первоначально причиной коллективного отдыха считалось ограниченное количество укрытий.
Родовое многообразие групп подсказало, что поводом для группировки являются соображения безопасности. Большое количество бомбардиров при нападении может более активно обороняться. Под прикрытием «артиллерии» легче укрыться от врагов жукам других разновидностей, не обладающих возможностями бомбардиров.
Защитный механизм
Наличие развитых парных желез на конце брюшка, выделяющих токсичные и пахучие вещества характерно для всех представителей подотряда Adephaga. Однако способностью выстреливать горячей жидкостью обладают лишь жуки-бомбардиры. Механизм работы их желез лучше всего изучен для представителей подсемейства Brachininae.
Эти жуки обладают двумя симметрично-расположенными железами внутренней секреции, каждая из которых через длинный канал выделяет в собственный резервуар смесь гидрохинонов и пероксида водорода. С резервуарами связаны реакционные камеры меньшего размера, обладающие плотными толстыми стенками. В них содержится каталаза и пероксидаза. Во время выстрела стенки первого резервуара сжимаются и смесь реагентов поступает в реакционную камеру. Там под действием ферментов из пероксида водорода образуется атомарный кислород. Он окисляет гидрохиноны до хинонов (в основном 2-метил-1,4-бензохинон). Обе реакции экзотермические и вызывают разогрев смеси до 100 °C. Появление в реакционной камере кислорода увеличивает объем вещества и оно выбрасывается наружу через отверстия на кончике брюшка. Этот кончик у Brachininae подвижен и позволяет направлять струю жидкости точно на врага. Для Stenaptinus insignis известно, что выстрел длится 8—17 мс, причем он состоит из 4—9 непосредственно следующих друг за другом выбросов горячей жидкости со скоростью около 10 м/с. В лабораторных условиях после недельного покоя бомбардиры способны делать от 10 до 30 выстрелов, прежде чем у них истощится запас реагентов.
Представители подсемейства Paussinae обладают менее подвижным брюшком и при необходимости атаковать врага, находящегося спереди, они выпускают горячую жидкость на специальные выступы надкрылий, направляющие ее вперед. Лучше всего эти выступы видны у жуков трибы Ozaenini. Goniotropis nicaraguensis (Ozaenini) выбрасывает непульсирующую струю со скоростью 2,4 м/с.
Более примитивный механизм защиты описан у представителей трибы Metriini. Они не формируют струи, как остальные бомбардиры, а выделяют пузырящуюся и брызгающуюся в разные стороны жидкость, содержащую в основном неметилированные хиноны и не такую горячую (55—77 °C). Их брюшко также малоподвижно, однако вместо коротких выступов, подобно трамплинам направляющих жидкость в сторону от тела жука, они имеют длинный канал, проводящий ее вдоль надкрылий до самого их основания, где она уже начинает пузыриться.
Питание
Жуки-бомбардиры — насекомые плотоядные на всех фазах своего существования. Личинки с момента своего появления на свет до окукливания ведут паразитарный образ жизни. Они поедают богатые белком куколки других жуков.
Во взрослом состоянии бомбардиры занимаются сбором пищевых остатков на поверхности грунта, под камнями и корягами. Кроме того, жуки активно истребляют своих собратьев меньшего размера. В пищу идут личинки и куколки любых членистоногих, с которыми может справиться бомбардир.
Размножение и продолжительность жизни
Интересным является и развитие жука от яиц до имаго. Процесс оплодотворения, как у многих членистоногих происходит с помощью одного из члеников задней лапки, самец выбрасывает такое количество спермы, которое потребуется самке в течение всей жизни.
Собственно, на этом его функция заканчивается, иногда членик отрывается и застревает, но процесс уже запущен. Самка постепенно, не сразу расходует семенную жидкость, храня ее в отдельном резервуаре. Перед каждой порцией яиц она выпускает в яичный мешок небольшое количество.
Оплодотворенные яйца она откладывает в земляную камеру, причем старается каждое яйцо закатать в отдельный шарик и уложить на какую-нибудь твердую поверхность недалеко от водоема. А яиц в кладке не менее 20. Спустя несколько дней из яиц появляются личинки белого цвета, которые темнеют через несколько часов. Личинки находят в почве добычу в виде куколки жука плавунца или медведки, выедают ее изнутри с головы и забираются туда. Там они и окукливаются. Уже из этого кокона дней через 10 выходит новый бомбардир. Весь процесс занимает 24 дня.
Иногда самка делает и вторую, и третью кладку, если позволяет климат. Однако в прохладных местах дело ограничивается лишь одной. Самым печальным в этой истории является продолжительность жизни этого удивительного насекомого. Она обычно составляет только 1 год. Реже самцы умудряются прожить дольше 2-3 лет.
Естественные враги
К естественным противникам жука-бомбардира относят пауков, лягушек и муравьев. При этом они не так часто нападают на насекомое, так как могут погибнуть от опасного оружия.
Польза и вред жука
Специалисты из Великобритании провели исследования, которые дали представление о возможности использования принципа работы механизма выброса жидкости из брюшка бомбардира для перезапуска двигателей самолетов, если внезапно один из них откажет.
Человеку этот жук серьезного вреда причинить не может. Хотя не рекомендуется хватать особо крупных представителей голыми руками. Все же небольшой, но ощутимый ожог вполне можно получить. В этом случае надо как можно быстрее смыть эту жидкость. Наиболее неприятно получить подобную струю в глаза. Возможно снижение или даже потеря зрения. Необходимо обильно промыть глаза и сразу вызвать скорую помощь.
Также не давайте контактировать с жуком домашним питомцам – собакам, кошкам и прочим. Они будут пробовать проглотить насекомое и получат травму. И все же, скорее можно сказать, что жук-бомбардир насекомое не опасное, а полезное.
Благодаря его пищевым пристрастиям, территория очищается от личинок, гусениц. Ощутимый урон они наносят листоедам, которые поглощают молодые побеги. На участках, где обитает жук-вредитель, бомбардир может оказаться превосходным санитаром.
Борьба с жуком
Специально методами борьбы с жуками-бомбардирами человечество всерьез не озадачивалось. Во-первых, потому что они действительно не представляют реальной угрозы. А во-вторых, они умудряются достаточно лояльно сосуществовать с нами, раздражая лишь энтомофобов (людей, болеющих боязнью жуков).
Кроме того, они очень интересны для изучения, до сих пор некоторые считают, что они являются техническим изобретением существ с другой планеты. Основными методами борьбы являются стандартные аэрозоли и химические средства против взрослых насекомых и их личинок.
Интересные факты
- Температура химически активного вещества, выбрасываемого жуком-бомбардиром, может достигать более 100 градусов по Цельсию, а скорость выброса – до 8 м/с. Длина струи доходит до 10 см, а точность попадания в цель у многих видов – безупречна.
- Защитная система жука при ближайшем изучении оказалась прототипом воздушно-реактивного пульсирующего механизма знаменитого Фау-1 (V-1), «оружия возмездия», который немцы использовали во время Второй Мировой войны.
- Энтомологи заметили, что представители многих видов жуков-бомбардиров предпочитают собираться в большие скопления. Есть мнение, что таким образом они усиливают свою оборону. Одновременный залп из множества «орудий» способен нанести больший урон, к тому же готовые к выстрелу жуки могут дать передышку тем, кто должен «перезарядиться».
- Устройство для выстрелов жука-бомбардира настолько интересно и технически сложно, что есть повод подумать о сотворении мира. Существует мнение, что такой «механизм» не мог возникнуть случайно в результате эволюции, а был кем-то задуман.
- Не за горами изобретение самостоятельного перезапуска двигателей внутреннего сгорания в случае отказа одного из них во время полета. Этому поможет раскрытие тайны механизма стрельбы жука-бомбардира.
