Реклама на портале

В какой природной зоне живет саранча. Насекомое саранча: внешний вид, виды, способ размножения, питание. Как устроен ротовой аппарат

Саранча в далеком прошлом была врагом человечества №1, но современные люди мало наслышаны о ней. Между тем, она описана в древнеегипетских папирусах, Библии, Коране, трудах Средневековья, художественной литературе XIX века. Самое время узнать подробнее о насекомом, чье название в былые века служило олицетворением гуманитарной катастрофы.

Перелетная саранча (Locusta migratoria).

Первое, о чем следует сказать, что саранча - это не один вид, а целое надсемейство в отряде Прямокрылых, объединяющее сравнительно крупных прыгающих насекомых. Ближайшими их родственниками являются кобылки (они, в отличие от саранчи никогда не образуют массовых скоплений), чуть более отдаленными - настоящие кузнечики и сверчки.

Облик саранчи тоже типично «кузнечиковый»: продолговатое тело с длинными согнутыми «в коленках» ногами, сравнительно крупная голова с большими глазами, пара жестких надкрылий и пара прозрачных крыльев, совершенно незаметных в сложенном состоянии, но раскрывающихся, словно у стрекозы, при полете. Вдобавок ко всему, саранча имеет прекрасный музыкальный слух (слуховые отверстия у нее расположены на брюшке) и специальные приспособления для издания звуков. Последние включают в себя зазубрины на бедрах и утолщенные жилки на надкрыльях. Когда саранча проводит бедром по надкрылью, то слышно громкое стрекотание различной тональности.

Если саранча похожа на кузнечика и стрекочет как кузнечик, то чем же она от него отличается? А главным и самым надежным признаком, позволяющим безошибочно отличить саранчу от кузнечика, является длина усиков: у кузнечиков они нередко равны длине тела, а у саранчи, наоборот, усики никогда не превышают половины его длины.

У некоторых видов саранчи макушка головы вытянута и вместе с усиками формирует узкий конус, при этом контуры тела сливаются с продолговатыми листьями злаков, на которых это насекомое обычно питается.

Половой диморфизм у этих насекомых проявляется по-разному даже в пределах одного вида: в одиночной фазе самцы и самки отличаются окраской покровов, а в стадной фазе эти различия не выражены. В целом окраска у разных видов саранчи может быть очень несхожей - ярко-зеленой, желтой, бурой всевозможных оттенков, серой и даже сине-красной. Но каким бы ни был цвет особей, он всегда более-менее схож с цветом растений или грунта, на котором этот вид встречается. Таким образом, окраска саранчи носит маскировочный характер. Примечательно и то, что цвет одиночной формы саранчи определяется отнюдь не генами, как это бывает у большинства других животных, а окружающей средой. Иными словами, какое окружение видит вокруг себя личинка саранчи, такого цвета она и вырастет. Даже в потомстве одной и той же пары можно получить особей несхожей окраски, если их выращивать на разных субстратах.

Отменная маскировка итальянского пруса (Calliptamus italicus) не работает лишь во время полета, когда становятся заметны ярко-розовые пятна у основания крыльев.

Взросление саранчи проходит рекордно быстро, уже через 4-10 дней после последней линьки насекомые спариваются. Затем самка погружает свой длинный яйцеклад в грунт и откладывает от 300 до 1200 яиц. При этом из яйцеклада выделяется беловатая жидкость, которая быстро застывает. Эта своеобразная «монтажная пена» надежно запечатывает кубышку с яйцами. Если кладка сделана в районе с холодной зимой, то на время морозов развитие яиц приостанавливается и в таком состоянии происходит зимовка, а личинки появляются весной. В теплых регионах развитие идет без задержек и длится около 14-16 дней. Вылупившиеся личинки похожи на червей, что является приспособлением к обитанию в почве. Впрочем, этот ясельный период их жизни длится считанные часы. Личинки, извиваясь, ползут вверх и, едва выйдя на поверхность, тут же линяют. Личинки второго возраста (нимфы) выглядят как взрослые особи, но они еще бескрылые и с немного укороченным туловищем и усиками. С последующими линьками они обзаводятся зачатками крыльев, увеличиваются и удлиняются, всего за 40 дней достигая «совершеннолетия». Взрослые особи (имаго) после откладки яиц погибают.

Разрез грунта с кубышкой саранчи: внизу видны продолговатые яйца, а выше - ход, запечатанный пенистыми выделениями самки.

Суммарный ареал всех видов саранчи довольно широк и охватывает зону сухих тропиков, субтропиков, а также наиболее теплые области средней полосы. Встретить этих насекомых можно на всех континентах, кроме Антарктиды и Северной Америки. Впрочем, на последнем материке отсутствие аборигенных видов с лихвой компенсируется вредом, который наносит завезенная из Старого Света перелетная саранча. Что же касается Евразии, то здесь северная граница распространения саранчи пролегает через Среднерусскую возвышенность и Западную Сибирь, правда, в этих районах вспышки численности бывают крайне редко и никогда не принимают катастрофических масштабов.

Впервые в жизни перелинявшие нимфы саранчи выходят из гнезда, скрытого в земле.

Все без исключения виды саранчи - обитатели открытых пространств, что объясняется их рационом. Дело в том, что эти насекомые предпочитают питаться злаками, которые в большинстве своем светолюбивы. Вместе с тем, местообитания разных видов могут существенно различаться. По этому признаку виды саранчи принято делить на две группы. Одни виды явно тяготеют к участкам, покрытым густым и однородным травянистым покровом, поэтому обитают на лугах, в степях, саваннах и тростниковых зарослях по берегам водоемов. Другие отдают предпочтение участкам с голой поверхностью, испещренной редкими кустарничками и пучками травы, поэтому встречаются в пустынях и полупустынях, предгорьях и на выходах скальных пород.

Удивительно то, что по природе своей саранча… безвредна. В обычных условиях эти насекомые ведут одиночный образ жизни и наносят растительности ущерба не больше, чем милые всем кузнечики. Но в отличие от последних у саранчи может происходить коренная перестройка инстинктов, биохимических процессов и физиологии. Пусковым механизмом для изменений служит голод. Если кузнечики обитают преимущественно в умеренно влажных и богатых растительностью местах, то саранча, привязанная к сухим биотопам, нередко сталкивается с сезонной нехваткой пищи или циклическими засухами, нередкими в степях и полупустынях. Когда кормовая база критически истощается, насекомые волей-неволей вынуждены концентрироваться на участках, где сохранилась хоть какая-то трава. Вот тут и начинается самое интересное!

Множество нимф, сидящих рядом, задевают друг друга ногами, от частых соприкосновений их нервные клетки возбуждаются и начинают выделять гормоны. Под их воздействием личинки меняют окраску, но не на маскировочную, а на особую - одинаковую для всех! Например, у перелетной саранчи мигрирующая форма черно-желтая, хотя взрослые одиночные особи чаще зеленые. Такая расцветка подобна мундирам, которые безошибочно позволяют солдатам отличать на поле боя своих от чужих. Благодаря вкраплениям темного цвета тела нимф нагреваются солнцем сильнее обычного, их температура повышается, дыхание учащается, они становятся более подвижными. У личинок младшего возраста при этом инстинкты скученности усиливаются, они образуют еще более плотные скопления - кулиги. Личинки старшего возраста начинают двигаться в одном направлении, но так как крылья у них недоразвиты, то движение это пока еще выглядит как пеший поход. Впрочем, скопления саранчи и на этом этапе выглядят довольно угрожающе и неприятно, ведь местами насекомые могут образовывать слой до 10 см толщиной. За весь период похода они способны переместиться на расстояние до 30 км, остановить шествующую кулигу не способны даже реки, ведь не умеющие летать нимфы отлично плавают. Последняя линька делает свое дело: личинки обретают крылья и превращаются во взрослых мигрирующих особей. В определенный момент вся стая поднимается в воздух - летучая армада к вторжению готова!

Нимфы схистоцерки, или пустынной саранчи (Schistocerca gregaria) маршируют по пустыне Негев (Израиль).

Обычно стая саранчи летит со скоростью 10-15 км/ч на высоте до 600 м, хотя отдельные стаи отмечали на высотах от 2 до 6 км. Наиболее благоприятны для полета безветрие или слабый ветер, при сильных порывах саранча садится на землю и пережидает неблагоприятную погоду. Насекомые предпочитают лететь в светлое время суток с короткими остановками на кормежку, но иногда полет может продолжаться и ночью. За сутки летящая стая способна преодолеть 80-120 км, а за весь период миграции перемещается на сотни и тысячи километров. Исторически очагами массового размножения являются Северная и Центральная Африка, Аравийский полуостров, Иран, Пакистан, север Индии, Афганистан. Из этих засушливых областей стаи саранчи летят туда, где влаги и корма больше: из Северо-Западной Африки - на Пиренейский полуостров (в отдельных случаях залетали даже в Англию), из Центральной Африки - в Египет, из Аравийского полуострова - на Ближний Восток, из Центральной Азии - в Казахстан, Туркменистан, на юг России.

Стая саранчи пролетает над Астраханской областью.

В описании налетов саранчи все литературные источники на редкость единодушны. Налет всегда начинается внезапно и для наблюдателя выглядит как черная туча на горизонте, приближающаяся со зловещим шелестом. По мере приближения «тучи» становится ясно, что она неоднородна, и вот уже полчища насекомых заполоняют все пространство вокруг. Саранча летит так плотно, что увернуться от нее невозможно: насекомые попадают в лицо и рот, ползают по рукам, падают на землю, хрустят под ногами, а выжившие особи снова взлетают. За считанные минуты они затмевают солнце, покрывают сплошным слоем землю, здания, деревья, домашних животных, транспортные средства, проникают во все щели, забиваются в дома.

Стая небольшого размера, как на этой фотографии, насчитывает от 40 до 50 миллионов особей.

Каждая особь старается откусить то, на чем сидит. Тут следует заметить особо, что взрослые мигрирующие особи саранчи отличаются удивительной всеядностью, не свойственной нимфам и одиночным имаго. Поэтому налетевшая саранча сжирает всю растительность, которую видит. В первую очередь от нее страдают хлеба, бахчевые и технические культуры - эти лакомства достаются авангарду стаи. Но так как налет может длиться от нескольких часов до пары суток, то прилетевшие позже набрасываются на все, что недоели первопроходцы: плодовые деревья, сорняки, продукты и текстиль растительного происхождения. Во время этого пира повсюду слышен шум от движения множества челюстей. Каждое насекомое за свою жизнь поглощает около 300 г пищи - вроде бы немного, но если учесть, что стаи саранчи исчисляются миллионами и миллиардами особей, то масштабы потерь в сельском хозяйстве просто колоссальны. Когда стая улетает, место пиршества превращается в безжизненную землю, на которой, словно печальные памятники человеческому горю, торчат голые останки деревьев.

Из-за своей плодовитости и скороспелости саранча часто становится объектом лабораторных исследований.

Примечательно, что одно из старейших описаний саранчи приводится в Библии, где она лаконично упоминается как одна из «десяти казней египетских». Ее вторжения нередко приводили к острому дефициту продовольствия, кормов и, как следствие, к голоду, падежу скота, ослаблению военной и экономической мощи целых государств. Вдобавок ко всему, залеты саранчи связывали с распространением «моровых язв», в том числе и чумы. Ученые подобную связь отрицают, ведь саранча не является переносчиком чумных бацилл, но разгадку можно найти в сообщениях XVII-XIX столетий. Летописцы этих веков были словоохотливее библеистов и оставили нам описание любопытной детали - неприятного запаха, который сопровождал налеты саранчи. Источником запаха были не живые насекомые, а трупы раздавленных и умерших естественной смертью после откладки яиц. Так как одна стая саранчи могла насчитывать миллиарды особей, то такое скопление разлагающейся биомассы привлекало мух и крыс, которые как раз и являлись разносчиками инфекций.

Один из крупнейших налетов саранчи на мавританскую столицу Нуакшот в 2012 году был связан со свержением Каддафи в соседней Ливии - в охваченной революцией стране перестали уделять внимание борьбе с этим вредителем.

Неудивительно, что люди воспринимали нашествия саранчи как наивысшую кару, посланную Богом. В древности они совершенно не могли противостоять подобной беде, а уже со времен Средневековья предпринимались попытки сдержать наступление: саранчу пытались отпугивать дымом и серой, разжигали на пути пеших кулиг огненные барьеры, давили ногами и копытами скота, били всем, что попадется под руку. В XX веке к этим методам добавились пылесосы и огнеметы. Но многочисленность саранчи превозмогала все.

У некоторых видов саранчи крылья сплошь испещрены узорами так, что напоминают крылья бабочки.

Весьма показателен пример Украины, где в прошлые века саранча была обычным насекомым на юге страны. Она размножалась в тростниковых зарослях в дельте Днепра, откуда совершала опустошающие налеты на земледельческие центральные районы, временами достигая Польши и Литвы. После распашки целинных степей и введения севооборота много яиц стало погибать при обработке земли, и сейчас саранча здесь редка.

Тростниковые заросли в дельтах крупных рек - природные резервуары, где происходит отрождение саранчи. На этой фотографии видно формирование стаи.

Еще более впечатляющим примером является саранча Скалистых гор (Melanoplus spretus ). Это единственный аборигенный вид саранчи в Северной Америке, чьи очаги размножения находились у подножия Скалистых гор, и откуда он совершал налеты на равнинные штаты Колорадо, Небраска, Канзас, Миссури и Миннесота. Американские фермеры не могли одолеть эти полчища до тех пор, пока предгорья не были распаханы, в результате чего эта саранча… вымерла!

Впрочем, это единственный вид саранчи, который постигла такая судьба - все остальные вполне благополучны и многочисленны. За пределами сельскохозяйственных районов эти насекомые играют заметную роль в экосистемах, так как служат кормом для многих видов птиц и зверей: цесарок, куропаток, мелких соколов, коршунов, птиц-секретарей, во́ронов, воро́н, дроф, сурикатов, диких свиней, бородавочников. Нередко отмечались случаи поедания саранчи травоядными копытными, но в оценке этого явления исследователи расходятся. Одни говорят, что дикие антилопы и домашний скот охотно пользуются такой случайной подкормкой, другие свидетельствуют, что после поедания саранчи отмечался падеж скота.

Каменистый фиматеус (Phymateus saxosus), родом с Мадагаскара, ядовит из-за токсичного сока молочаев, которыми он питается.

Кстати, Библия раскрывает перед нами еще один любопытный факт: в Евангелии от Матфея упомянуто, что Иоанн Креститель, живя в пустыне отшельником, питался акридами и диким медом. Мало кто догадывается, что же это за акриды такие? А это ни что иное как саранча. Обилие этих насекомых на Ближнем Востоке издавна побуждало людей найти им хоть какое-то полезное применение, поэтому древние евреи и арабы часто употребляли саранчу в пищу, особенно во время ее налетов. В современной ближневосточной кухне она уже не занимает столь видного места, зато является обычным продуктом в Китае и Таиланде.

Ткани саранчи практически не содержат жира, зато богаты белком и минералами, что ставит ее в ряд диетических продуктов. Кулинарной ценности ей добавляет и высокая калорийность. Способы приготовления этих насекомых не претерпели изменений за долгие века. Чаще всего пойманную саранчу варят до размягчения, а затем обжаривают в масле с солью и специями, если же хотят заготовить впрок, то после варки насекомых высушивают, пересыпав солью. Саранча, приготовленная подобным образом, становится хрустящей, а по вкусу напоминает нечто среднее между курятиной и картофельными чипсами (или жареными каштанами).

Продают ее на развес или нанизанной на палочки, перед употреблением у саранчи принято отрывать жесткие лапки, крылья и голову.

У представителей семейства саранчовых непрямое развитие эмбриона .

Развитие эмбриона в мире животных и насекомых бывает 2-х видов:

  • прямое , когда ребёнок отличается от своих родителей лишь более маленьким размером и недоразвитостью органов (млекопитающие);
  • непрямое , когда новорождённый ребёнок (личинка) отличается внешне от своих родителей.

У насекомых второй тип развития, делится также на 2 вида:

  • полный метаморфоз (превращение), когда самки откладывают яйца, вылупляется личинка, растёт до определённого периода, потом идёт превращение в куколку. Этот «кукольный» период называют стадией покоя. Внутри куколки перестраиваются абсолютно все жизненно важные органы и формируется взрослый вид насекомого. Такой метаморфоз характерен для бабочек, мух, ос, ;
  • неполный метаморфоз : отсутствие «кукольной стадии», личинка сразу принимает вид взрослого насекомого в процессе нескольких линек. Этот метаморфоз характерен для , кузнечиков и саранчи.

Поэтому утверждение, что у саранчи есть куколка, неверно и является просто заблуждением.

Размножение саранчи

Как размножается саранча? Процесс происходит следующим образом: самец выделяет и распространяет вокруг себя особое гормональное вещество , которое привлекает самку. Затем он вскакивает на партнёршу, как бы осёдлывая её сверху и намертво прикрепляется к ней половыми органами.

Затем он откладывает сперматофор (мешочек со сперматозоидами) в основание яйцеклада (орган самки, с прочными зубцами, который служит своеобразным буравчиком, позволяющим разрыть землю и закопать яйцо) самки. Спаривание обычно длится довольно долго: от 2 до 14 часов .

Оплодотворённая самка находит влажный грунт , с помощью яйцеклада проделывает в нём отверстия и начинает выкладку яиц . Саранча выделяет особенное пенное клейкое вещество, твёрдая идет развитие яиц, этот период обычно составляет около 12 дней, в кубышке обычно находится 50-70 яиц.

Родившейся личинке приходится не мало потрудиться, чтобы выбраться на свет из земли. Чтобы стать взрослым насекомым личинке приходится претерпеть 5 линек .

Имея постоянное , могут размножаться круглогодично. За свою жизнь самка делает от 6 до 12 кладок яиц .

Забота о потомстве: саранчу нельзя назвать заботливой матерью, так как в отличие от других насекомых (пчёл, ос), которые стремятся в каждую ячейку (норку), где находится отложенное ими яйцо поместить запас пищи, чтобы вылупившейся личинке было чем питаться, она оставляет своё будущее потомство на произвол судьбы.

Все стадии размножения в картинках:

Процесс спаривания

Откладывание яиц

Последняя линька

Формы развития

Уникальность этого насекомого состоит в том, что оно имеет 2 формы развития :

  • одиночная (кобылка) — форма развития при достаточном количестве пищи;
  • стадная . Когда запас еды оскудевает, кобылки объединяются в стаи и летят на поиски пропитания . При этом внешний облик их изменяется, укрупняется размер туловища и крыльев, это происходит посредством трения особей друг о друга конечностями, на которых располагается специальный орган.

Кобылки превращаются в саранчу, настоящее бедствие для людей, огромные полчища которой за считанные дни могут сожрать весь урожай на полях, в садах и огородах. По пути самки откладывают яйца, из которых на будущий год вылупляются уже не кобылки, а саранча.

Саранча — настоящее бедствие для мира, опасный . Во многих странах существуют так называемые «противосаранчовые организации», одна из крупнейших находится в Лондоне, которые ищут методы борьбы с «зелёной чумой». Но в некоторых южных государствах саранчу считают деликатесной пищей и даже разводят её в специальных инкубаторах.

Итак, мы описали тип и процесс размножения, а также ответили на вопрос: есть ли куколка у саранчи?

Видео

Короткое видео о процессе спаривания саранчи:

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .

Саранча — довольно крупное насекомое из разряда прямокрылых. С давних пор она представляет собой главную угрозу для культурных посевов.

Описание саранчи можно встретить в таких древнейших писаниях как Библия, труды авторов древнего Египта, Коране и так далее.

Описание насекомого

Тело саранчи вытянуто, длина может достигать 20 сантиметров. «Колени» задних ног согнуты, их размер в несколько раз превышает размер средних и передних лап.

Имеется пара жестких надкрыльев, под которыми располагаются хрупкие крылья с оригинальными узорами. В сложенном состоянии их довольно трудно заметить.

Усики саранчи несколько короче, чем, например, у сверчков, а голова крупнее, глаза больше. Насекомое издает характерный звук, свойственный особям мужского пола.

Поверхность бедер самцов имеет небольшие зазубрины, а на бедрах можно заметить некоторые утолщения. Во время трения этих части издают специфический звук, который может быть любой тональности.

Многие полагают, что цвет саранчи зависит от ее генотипа. Но на самом деле это не так. Окраска насекомого имеет прямую взаимосвязь с условиями окружающей среды.

Даже особи, относящиеся к одному потомству, но проживающие в разных местах, могут отличаться по цвету.

Еще одним фактором, влияющим на окраску, является фаза развития. Более молодая особь имеет зеленую окраску, а особь, вступившая в стадную фазу, приобретает традиционный цвет.

Саранча обладает способностью летать, в день она может преодолеть до 120 километров.

Отличие саранчи от кузнечика

Основное различие между кузнечиком и саранчой – принадлежность к разным семействам и подотрядам. В отличии от саранчи кузнечик относится к подотряду длинноусых.

Отличие имеет и строение лапок. У саранчи они более короткие, нежели у кузнечика.

Несмотря на свои большие размеры, саранча является травоядным насекомым, тогда как кузнечики – хищники.

Активность саранчи приходится на дневной период, а у кузнечиков – на ночной.

Для сельского хозяйства кузнечики безвредны, а саранча, зачастую, приносит колоссальный вред и огромные убытки.

Различаются эти насекомые и по способу откладывания яиц. Саранча совершает кладку в почву, а кузнечики используют для своего потомства стебли растений или откладывают яйца под кору деревьев.

Место обитания саранчи

Саранча обитает практически на каждом материки, исключение составляет лишь Антарктида. Для этого насекомого подходят многие климатические зоны.

Для одних видов характерно проживание на травянистых участках, другие предпочитают селиться в непосредственной близости от воды, третьи же выбирают в качестве зоны обитания полупустыни.

Питание

Те особи, которые живут обособленно, не отличаются прожорливостью. За всю жизнь одна саранча способна поглотить до 300 граммов растений. Однако когда она попадает в стаю, ее поведение кардинально меняется.

Нашествие саранчи причиняет огромный вред, так как, встретившись со своими сородичами, насекомое становится всеядным и начинает поглощать все, что видит: камыш, тростник, фрукты, зерновые культуры и так далее.

Длительные перелеты и отсутствие пищи вынуждает саранчу питаться своими более слабыми сородичами.

Развитие и размножение

За свою жизнь саранча проходит три стадии развития. 1. Яйцо; 2. Личинка; 3. Взрослая особь. Чем жарче климат, тем чаще происходит спаривание, а, следовательно, и размножение.

В осенний период происходит откладка яиц, которые находятся в специальном мешочке, защищающем от повреждений. Один такой мешочек может скрывать более 100 яиц.

После произведения кладки родители, как правило, умирают. Всю зиму яйца находятся в почве и созревают.

С наступлением весны детеныши саранчи вылупляются, но они еще не похожи на взрослую особь, у них отсутствуют крылья.

Для того чтобы саранча перешла в следующую стадию, требуется 40 дней и несколько линек.

В одной стае может быть не один миллиард особей, а площадь, которую стая занимает, достигает 1000 квадратным километров. Такое количество насекомых способно издавать звук, схожий с раскатами грома.

В настоящее время насчитывается огромное количество видов саранчи, фото которых вы сможете посмотреть ниже.

Фото саранчи

Саранча как объект исследования. Классификация и распространение саранчи

Прежде чем рассматривать полет саранчи, а также механизмы, обеспечивающие его, коснемся вопроса, уже несомненно возникшего у многих читателей: почему так получилось, что именно саранча стала тем насекомым, полет которого в настоящее время оказался изученным лучше всего? Ведь исследовались механизмы полета и других насекомых - мух, стрекоз, бабочек… Почему же саранче «повезло» больше всех? И имеются ли здесь какие-либо объективные причины?

Такие причины имеются. Дело в том, что изучая какую-нибудь сложную проблему (а согласитесь, что проблема полета насекомых именно такой и является), очень важно правильно выбрать объект изучения. Это во многом определяет успех всей работы. Возьмите обыкновенную лягушку. Сколько открытий на заре нейрофизиологии было сделано на таком относительно простом и легкодоступном материале! А представьте себе, что лягушка была бы сверхсложным и капризным в работе животным, доставать лягушек было бы страшно трудно, например, экспериментатор ждал бы каждый раз начала лета, чтобы с неимоверными трудностями поймать два-три экземпляра! Конечно, ни о какой систематической работе тогда не могло бы быть и речи.

Итак, простота и доступность. Отвечает ли этим критериям саранча? Отвечает. Относится она не к самым высокоорганизованным насекомым, полет ее мощен, надежен, но не слишком сложен. В природе саранчи очень много (некоторые даже скажут - слишком много!). И наконец, разводить ее в условиях лаборатории удается круглый год и в больших количествах.

Не менее важно и то, что саранча - крупное насекомое с твердым наружным скелетом. Ведь, изучая механизмы, обеспечивающие полет насекомого, мы не можем ограничиваться одним созерцанием полета. Нам мало знать, что насекомое летает «хорошо» или «плохо», что оно способно или не способно, например, к стоячему полету. Изучая нейронные механизмы полета насекомого с помощью современной техники, необходимо добираться до всех звеньев его летательной системы, «влезать» внутрь насекомого - вводить туда электроды и другие приспособления. И чем крупнее насекомое, чем жестче его наружный скелет, тем легче все это осуществить. Так что саранча удобна и в этом отношении.

Саранча - серьезный вредитель сельского хозяйства. Таким образом, ее изучение имеет большое народнохозяйственное значение. Фактор тоже немаловажный.

И последнее. Малоперспективно изучать локомоторные механизмы у животного, не зная его образа жизни, поведенческих реакций, циклов развития. В этом отношении саранча находится в особом положении по сравнению с другими насекомыми: ее жизнь и повадки изучали такие специалисты, как Б. П. Уваров и Г. Я. Бей-Биенко, а в Англии для этой цели даже создан специальный Международный противосаранчовый центр. Познакомимся же с саранчой поближе.

Прежде всего, заметим, что понятие «саранча» - собирательное, так как существует много видов этих насекомых. Однако под саранчой понимают обычно стадные виды (нестадные называют кобылками) (Впрочем, как впервые установил Б. П. Уваров, и стадные виды саранчи при определенных условиях развития (степень скученности, эффект группы и др.) способны давать одиночные формы. Даже внешность у насекомых-одиночек существенно иная: другая окраска, пропорции тела (особенно это заметно по длине задних ног и крыльев, форме переднегрудки). Такое явление получило название фазовой изменчивости, оно обратимо). Различают: перелетную, или азиатскую, саранчу, красную саранчу, пустынную саранчу, мароккскую саранчу и другие виды. Однако нас в дальнейшем будут интересовать лишь наиболее изученные в плане поведения и с физиологической точки зрения пустынная и перелетная саранча. Вот «визитная карточка» этих видов.

Класс - насекомые (Insecta)

Подкласс - открыточелюстные, или настоящие, насекомые (Ес-tognatha)

Раздел - крылатые насекомые (Pterygota)

Отдел - насекомые с неполным превращением (Hemimetabola)

Надотряд - ортоптероидные (Orthopteroidea)

Отряд — прямокрылые (Orthoptera) Подотряд - короткоусые (Brachycera) Надсемейство - саранчовые (Acrididea) Семейство - настоящие саранчовые (Acrididae) Подсемейство: Acridinae и Catantopinae Род: Locusta и Schistocerca

Вид: перелетная саранча (Locusta migratoria L.) и пустынная саранча (Schistocerca gregaria Forsk.)

Различают еще подвиды саранчи, например среднерусскую перелетную саранчу и др., но таких деталей мы касаться не будем. К «паспортным» же данным саранчи дадим одно пояснение. Саранча относится к насекомым с неполным превращением. Это означает, что от момента появления на свет до взрослого состояния она проходит лишь три стадии развития: яйцо - личинку - имаго (взрослое насекомое), в то время как насекомые с полным превращением, например бабочки или мухи, имеют четыре стадии: яйцо - личинку - куколку - имаго.

Личинки саранчи по внешнему виду похожи на взрослых насекомых, но летать не могут: они обладают лишь зачатками крыльев. Линяя, т. е. сбрасывая старую и получая новую, более просторную кутикулу, личинки растут и после последней, пятой линьки, наконец, окрыляются, превращаясь во взрослое насекомое.

Через несколько дней после окрыления саранча приобретает способность к полету. Однако требуется еще некоторое время для того, чтобы летные способности насекомого проявились полностью.

Области распространения пустынной и перелетной саранчи весьма обширны. Перелетная саранча живет в Азии, Южной Европе, Африке, Австралии и Новой Зеландии. Пустынная - в сухих районах Передней Азии, Северо-Западной Индии, а также в Северной и Центральной Африке. Оба эти вида саранчи могут залетать в больших количествах и на юг нашей страны. Особенно опасны нашествия очень подвижной и выносливой пустынной саранчи. Наиболее крупное такое нашествие за последние 60 лет в южные районы СССР наблюдалось в 1929 г., когда полчища пустынной саранчи оккупировали площадь более 1,5 млн. га. В 1962 г. пустынная саранча из Ирана и Афганистана проникла в Туркмению, причем фронт ее распространения составил около 160 км.

Что же касается перелетной саранчи, то гнездится она (в сравнительно небольших количествах) и на территории нашей страны: в центре европейской части она живет в песчаных местах, а в южных районах (в Средней Азии, Казахстане) предпочитает сырые болотистые места с густыми зарослями тростника и травы.

Строение тела саранчи, а также некоторых систем, обеспечивающих ее полет

Перелетная и пустынная саранча отличаются друг от друга по размерам (пустынная саранча несколько крупнее, но в целом насекомые обоих видов могут достигать в длину 6 см), окраске и некоторым другим признакам. Однако по общей организации, пропорциям тела пустынная и перелетная саранча достаточно близки. Большое сходство в структурно-функциональной организации летательных систем этих видов насекомых позволит нам рассматривать приводимые ниже данные в значительной степени обобщенно.

Как же устроено тело саранчи, в чем его особенности по сравнению с другими насекомыми? Приведем лишь самые основные сведения, которые должны облегчить понимание излагаемого в дальнейшем материала (см. фотографию I на вклейке).

Голова саранчи имеет овальную, вытянутую сверху вниз форму. Передняя ее поверхность образована лбом. По его сторонам располагаются щеки. Кверху лоб и щеки переходят в темя. Позади щек находятся защеки. Заднюю часть головы составляет затылок. Подо лбом лежит пла­стинка - наличник, к которому причленяется верхняя губа, прикрывающая сверху ротовые органы. Ротовой аппарат у саранчи грызущего типа. По бокам головы, ближе к ее верхней части, находятся два сложных глаза, а спереди, между ними и несколько ниже,- три глазка. Между сложными глазами, по бокам лба, располагаются антенны. У саранчи они короче половины длины тела. Отсюда, между прочим, и название подотряда, к которому относятся эти насекомые,- короткоусые. Некоторые детали головы саранчи можно видеть на фотографии II.

Грудь саранчи несет три пары конечностей и две пары крыльев. Крылья крупные: у перелетной саранчи, например, передние крылья имеют в длину 42-54 мм у самцов и 46-56 мм у самок (самки несколько больше самцов по размеру). Примерно такова же длина и задних крыльев (рис. 12). Саранча относится к заднемоторным насекомым, и задние крылья у нее ведущие. Как видно на фотографии, по форме, величине поверхности и по строению они отличаются от более узких и плотных передних и в раскрытом состоянии похожи на веер. Хотя задние крылья крупнее передних, в сложенном виде эти крылья располагаются под передними, которые таким образом выполняют защитную функцию, предохраняя нежные задние крылья от возможных повреждений при перемещении насекомого по земле. Из трех пар ног саранчи две первые имеют сходное строение и являются ходильными. Задние конечности превратились в прыгательные, хотя помогают насекомому и в ходьбе.

Брюшко имеет сильно вытянутую форму и состоит из ряда сегментов, связанных эластичными мембранами. Поскольку у саранчи некоторые элементы сегментов смещены, тергитов в брюшке оказывается больше, чем стернитов: соответственно - у самцов 10 и 9, у самок - 10 и 8.

Центральная нервная система. В состав ее у саранчи входит десять ганглиев: надглоточный, подглоточный, три грудных и пять брюшных. Двигательным поведением непосредственно управляют три грудных ганглия. Вот как выглядят эти ганглии с основными отходящими от них нервами у перелетной саранчи (рис. 13). Последний из грудных ганглиев сложный и состоит из четырех нейромеров: грудного и трех брюшных. Каждый из грудных ганглиев управляет работой одной пары ног своего сегмента, I и II ганглии - работой крыльев первой пары, а II и III ганглии - работой крыльев второй пары. Таким образом, II грудной ганглий саранчи работает по отношению к крыльям сразу «на два фронта».

Со структурой и функцией важнейших органов чувств, обеспечивающих работу крылового аппарата саранчи, мы познакомимся по ходу изложения в последующих главах.

Дыхательная система. Как и многие другие насекомые, саранча обладает хорошо развитой трахейной системой. Ее обслуживают десять пар дыхалец: две пары грудных и восемь пар брюшных. Однако трахейная система груди саранчи имеет важную особенность: она устроена таким образом, что имеет возможность функционировать автономно. Такая необходимость возникает у насекомого во время полета. Рассмотрим сначала последовательность событий при дыхании саранчи в покое.

Воздух входит в трахейную систему в этом случае через дыхальца первых четырех пар (всех грудных и первых двух брюшных), а выходит через оставшиеся брюшные. Направленный ток воздуха создается координированной работой дыхалец: при вдохе саранча закрывает задние брюшные дыхальца и открывает дыхальца первых четырех пар: воздух поступает в грудную часть трахейной системы. Затем дыхальца первых четырех пар закрываются и открываются дыхальца остальных шести пар. В результате воздух прогоняется через все тело саранчи, выходя через задние дыхальца, т. е. движется от передней части тела к задней. В состоянии покоя дыхательные движения саранчи обеспечиваются сокращениями мышц брюшка.

Во время полета вентиляторные движения брюшка саранчи резко увеличиваются и по частоте, и по амплитуде. При этом, естественно, увеличивается снабжение органов и тканей насекомого кислородом, а также усиливается ток гемолимфы и, следовательно, улучшается доставка питательных веществ к крыловым мышцам.

Однако, даже работая на полную мощность, брюшко способно «прогонять» лишь 150 мл воздуха на 1 г веса саранчи в час, а этого в полете оказывается недостаточно. Поэтому для вентиляции саранча начинает активно использовать движения грудного отдела. Увеличиваясь в объеме и работая в ритме крыловых биений, грудь дает саранче около 350 мл воздуха на 1 г веса в час, что вполне покрывает потребности крыловых мышц, поскольку в полете грудь работает в основном на крыловые мышцы.

Понятно, что режим работы дыхалец во время полета саранчи теперь уже иной. Согласно данным английского исследователя П. Миллера, дыхальца первой пары, как и дыхальца четвертой-десятой пар, работают хотя и более часто, но по-прежнему ритмически открываясь и закры­ваясь. Дыхальца первой пары снабжают кислородом голову и грудные ганглии, а дыхальца четвертой - десятой пар - брюшко. Однако дыхальца второй и третьей пар, обеспечивающие крыловые мышцы, работают теперь совсем по-другому: в полете эти дыхальца вообще не закрываются, а периодичность притока и оттока воздуха регулируется за счет движений самих крыловых мышц.

Подсчеты ряда авторов показывают, что общая эффективность работы трахейной системы саранчи достаточно высока: если пустынная саранча в покое потребляет 0,63 мл кислорода на 1 г веса в час, то в полете потребление кислорода может увеличиваться до 30 мл на 1 г за час, т. е. возрастать почти в 50 раз!

Интересно, что далеко не все насекомые в полете активно включают в вентиляторные движения грудь. Помимо саранчи, этот способ в явной форме реализуют, пожалуй, лишь стрекозы. Помогает вентиляции, хотя и в меньшей степени, грудь у чешуекрылых и жесткокрылых. Однако перепончатокрылые и двукрылые обходятся в основном работой одного брюшка.

Жировое тело и источники энергии в полете. Хотя основным «горючим» у саранчи в полете служит жир, накапливаемый в жировом теле (В жировом теле, несмотря на такое название, депонируются не только жиры, но и белки и углеводы (гликоген). С другой стороны, помимо жира жирового тела, во время полета саранча может, по-видимому, утилизировать также и жир, имеющийся в самих мышцах между волокнами), в начале полета насекомое использует не его, а углеводы (гликоген). Гликоген запасается в самих мышцах и поэтому всегда «под рукой». Кроме того, он быстрее жира способен диффундировать к местам потребления: молекулы у него меньше по размерам. Таким образом, гликоген выполняет функцию своеобразного «запального горючего». Поэтому полет саранча начинает очень энергично, и скорость ее в это время даже несколько выше обычной крейсерской. Однако вскоре запасы гликогена в крыловых мышцах начинают истощаться, и скорость полета падает. Вот тут-то в ход и пускается жир. Поставляемое к мышцам в виде жирных кислот новое «горючее» повышает скорость полета до крейсерской и уже поддерживает ее на этом уровне в течение многих часов.

Однако возникает вопрос: для чего саранче вообще требуется переходить на использование в полете жира? Ведь запасы гликогена, наверное, можно было бы увеличить до нужных количеств, разместив их если не в самих крыловых мышцах, то во всяком случае в жировом теле. Между прочим, именно углеводы, запасенные в виде гликогена, используют в качестве «горючего» на всем протяжении полета перепончатокрылые, двукрылые, таракановые и некоторые другие виды насекомых. Причин, почему саранча не следует примеру этих насекомых, несколько.

Во-первых, 1 г жира дает больше энергии, чем 1 г углеводов (9,3 и 4,1 ккал соответственно). Во-вторых, вес жира меньше, чем гликогена, в восемь раз, если взять равные по калорийности количества того и другого вещества. Поэтому в длительном полете выгоднее иметь запасы энергетически емкого и в то же время менее тяжелого «горючего». Не случайно 80-85% энергетических запасов у саранчи содержится в виде жира, причем около 90% этого количества предназначено для снабжения в полете крыловых мышц. В-третьих, еще одно. Жиры при сгорании дают примерно вдвое больше воды, чем углеводы, и это в какой-то степени компенсирует потери воды через кутикулу и трахейную систему во время длительного полета насекомого. Для саранчи же, совершающей свои перелеты в условиях сухого и жаркого климата, это обстоятельство представляется особенно важным.

Транспорт жирных кислот к крыловым мышцам обеспечивается кровью (гемолимфой). Кровеносная система у насекомых не замкнутая, и в ней нет привычных для нас сосудов за исключением «аорты». Направление тока гемолимфы создает сердце; ему помогают в этом особые диафрагмы.

Напомним, что циркуляция гемолимфы в процессе полета насекомого при сокращениях и расслаблениях крыловых мышц усиливается. При этом наличие в мышечных волокнах системы поперечных трубочек (Т-системы) позволяет доставлять гемолимфу прямо в глубь волокна, что резко уменьшает путь диффузии питательных веществ через ткани.

Перелеты во время миграций

Взрослая саранча способна к ходьбе, прыжкам и полету. Однако для личинок саранчи прыжки, сочетаемые с ходьбой, являются основным способом передвижения, и за время личиночной жизни некоторые стадные саранчовые способны преодолевать многие десятки километров.

С помощью ходьбы и прыжков может успешно перемещаться и взрослая саранча. Но, конечно, основным и наиболее эффективным способом преодоления расстояний у взрослого насекомого служит полет.

Перелеты во время миграций саранча совершает в стаях (о нестадных фазах саранчи речь в этой книге не пойдет). Наиболее хорошо изучено поведение таких стай у пустынной саранчи. Стаи передвигаются обычно двумя способами: низко - в нескольких метрах над землей (слоистый тип стаи) и высоко - до 1000 м и более над землей (кучевой тип стаи). В первом случае плотность стаи велика: от 1 до 10 насекомых в 1 м3, во втором - значительно меньше: 0,001-0,1 насекомых в 1 м3.

Образование стай того или иного типа зависит в основном от температуры почвы, с которой взлетает саранча, и воздуха, в котором проходит ее полет. Если температуры почвы и воздуха близки, саранча летит низко. Если разность температур достаточно велика- высоко, поскольку в этом случае возникает конвекция воздуха, направленная вверх: почва нагревается больше. Поэтому одна и та же стая саранчи в разных условиях способна летать по-разному: высоко или же низко, на «бреющем полете», и соответственно форма стаи может быть кучевой или слоистой. Нужно отметить, однако, что небольшие стаи (в поперечнике менее километра) имеют, как правило, кучевую форму независимо от токов воздуха.

Размеры стай могут сильно варьировать. «Средняя» по величине стая, когда садится на землю, занимает площадь 10 км2, крупная - 250 км2 и более. Подсчитано, что в стае, занимающей поверхность в 20 км2, находится около 1 млрд. насекомых. Понятно, что, хотя масса каждой саранчи невелика - 2-3 г, общая масса такой стаи огромна. Особенно крупные стаи образуются в так называемые неблагополучные годы, когда численность насекомых резко увеличивается. Эти годы характеризуются нашествиями саранчи. Тогда стаи насекомых способны растягиваться на многие десятки и сотни километров, а их масса достигает сотни тысяч и более тонн.

Перемещаются стаи саранчи по ветру из области более высокого в область более низкого барометрического давления. Это не только помогает саранче экономить силы, но и «автоматически» приводит насекомых в области, очень важные для их жизнедеятельности.

Дело в том, что в таких местах вследствие восходящих токов воздуха чаще выпадают осадки и соответственно гуще и сочнее растет трава, удобнее оказываются места для откладывания яиц и т. п. Тесная связь перелетов саранчи с направлением ветров (особенно устойчивых ветров) позволяет лучше прогнозировать появление стай насекомых и принимать необходимые меры для встречи незванных гостей. Все это имеет очень большое значение для сельского хозяйства многих развивающихся стран Африки.

Саранча предпочитает лететь днем, хотя полет стаи в ряде случаев может продолжаться и ночью (Отдельные особи одиночной фазы саранчи, как правило, совершают перелеты ночью. Таким образом, в этом случае меняются и очень важные особенности перелетов насекомого). Впрочем, ночью, особенно если она прохладная, саранча обычно отдыхает, неподвижно повиснув на растениях. При этом насекомые впадают в состояние холодового оцепенения, и их можно собирать буквально голыми руками. Так и поступают многие жители Африки, набивая саранчой це­лые мешки: эти насекомые здесь считаются деликатесом. Саранча может впадать и в тепловую депрессию, если температура ее тела становится выше 50° С.

Хотя скорость полета любой отдельной особи саранчи достаточно высока - 10-12 км/ч, а при попутном ветре и того больше, стаи летят обычно очень «неторопливо», со скоростью в несколько километров в час. Это на первый взгляд загадочное поведение стай саранчи объясняется просто: хотя вся стая (как целое) летит в одном общем направлении (по ветру), в разных местах стаи существуют небольшие группы насекомых, которые в большей или меньшей степени отклоняются от единого маршрута, а затем к нему возвращаются. Кроме того, если саранча летит не очень высоко, отдельные особи время от времени совершают посадку, а потом снова взлетают и следуют за стаей. Понятно, что все эти перемещения могут существенно уменьшать скорость полета всей стаи, что и происходит в действительности.

В результате такого способа преодоления пространства стая за сутки покрывает лишь несколько десятков, реже - сотню и более километров. Но при необходимости саранча может полностью реализовывать и свои стайерские (или даже марафонские) возможности. Такая необ­ходимость возникает, например, при перелетах стай саранчи через горы и водные преграды. Тогда характер движения стай меняется. Во всяком случае, насекомые не совершают посадок. Не удивительно, что и скорость полета стаи в целом значительно возрастает (до 30 км и более в час в зависимости от скорости попутного ветра).

Особенно длительные беспосадочные перелеты способна совершать пустынная саранча. Описаны случаи залета небольших стай этого вида из Северо-Западной Африки на Британские острова, причем весь путь (в 2400 км!) насекомые проделали без отдыха, поскольку все время летели над волнами Атлантического океана.

И если уж речь зашла о рекордах, то несколько слов о рекордах высоты. Хотя средняя высота полета стай саранчи (в стаях кучевого типа) составляет всего 500-600 м, стаи этих насекомых наблюдали и на высоте 2 км, а отдельные экземпляры - даже на высоте 6 км!

Наш мир поразительно красив. Он богат разнообразными растениями, животными, насекомыми. Некоторые особи будто созданы для того, чтобы доставлять человеку ласкать взгляд, дарить радость от осознания всей прелести некоторых форм жизни. Однако не бывает дня без ночи. Есть на свете существа не только имеющие пугающий вид, но и приносящие вред человеку своей жизнедеятельностью. Насекомое саранча — наглядный пример подобного создания. Насколько они опасны?

Насекомое саранча: описание

Саранча и так называемые кобылки вместе составляют единое надсемейство — саранчовые. Это первая по своей многочисленности группа, принадлежащая к отряду Если сравнивать саранчу с её ближайшими родственниками, кузнечиками, можно заметить, что у неё более укорочённые усики, органы слуха имеют необычную специфику, а у самки — более короткий яйцеклад. Большая часть прямокрылых насекомых — прирождённые «музыканты» природного мира. Исключением не является и насекомое саранча.

Где обитает этот вредитель? В России проживают около шестисот видов саранчи, терроризирующей в большинстве своём южные регионы страны. Днём её стрекотание заглушает пение кузнечиков, за счёт многочисленности стаи. Аппарат, позволяющий саранче издавать мелодию, находится на бёдрах задних лапок, а также на надкрыльях. На внутренней части бедра располагается очерёдность бугорков. Жилка тут серьёзно утолщена. Делая ускоренные движение бедром, насекомое задевает её бугорками, что приводит к возникновению прерывистого стрекотания. Органы слуха у саранчи находятся по сторонам первого сегмента брюха. У некоторых видов особей нижние крылья окрашены яркими цветами. В случае опасности саранча резко взлетает и отпугивает врага громкой песнью и пёстрой расцветкой.

Чем питается саранча?

Насекомое саранча, в отличие от родственников — кузнечиков, питается исключительно растениями, не брезгуя и сельскохозяйственными культурами. Этот вредитель обладает по-настоящему зверским аппетитом. Он поедает все растения, попадающиеся на пути. Если стая саранчи добирается до полей, где человек выращивает кукурузу, зерно и прочие культуры, регион, попавший под террор насекомого, может пострадать от голода.

Взрослая саранча за день съедает растительность, по массе равную собственному телу. На протяжении жизни она может уничтожить больше трехсот грамм зелёной массы. Потомство, оставленное одной самкой саранчи, в течение одного лета съедает количество корма, достаточного для пропитания двух овец. Стаи вредителя за несколько часов могут спокойно уничтожить не одну тысячу гектаров посевов.

Виды саранчи

Вредные виды насекомого обычно делят на стадных особей и кобылок, проживающих поодиночке. На юге Российской Федерации особенно распространено перелётное насекомое саранча. Фото этого вредителя можно посмотреть в любой биологической энциклопедии. Саранча проживает очень скрыто. Во время массового размножения группирует личинки в одно большое скопление, называемое кулигой. Иной раз его площадь просто огромна. Если личинок в одном районе вылупляется много, они тут же начинают миграцию. В противном случае они остаются на месте и ведут оседлый, одиночный образ жизни.

Стаи саранчи

В пятидесятых годах двадцатого столетия в Северной Африке, в люди заметили огромную стаю саранчи, протяжённость которой достигала двести пятьдесят километров, а в ширину - двадцать. В прежние столетия были известны случаи, когда орды этого насекомого добирались до Европы. Некоторые стаи насчитывали сорок миллиардов особей. Они скапливаются в так называемые летучие облака. Их площадь иной раз равняется тысячам квадратных километров.

Крылья насекомого трутся во время полёта - раздаётся скрип. Когда пролетает туча, состоящая из миллионов особей, производимый ей шум ошибочно принимают за гром. Насекомое саранча, скапливаясь во взрослые стаи, способно преодолеть в день около ста километров. Летя при этом со скоростью равной пятнадцати километрам в час. В истории были зафиксированы случаи, когда небольшие стаи саранчи совершали путешествие через океан, преодолевая расстояние равное почти шести тысячам километров.

Как размножается саранча?

Насекомое саранча размножается при помощи своего укорочённого яйцеклада. Как правило, самка этого вредителя откладывает яйца прямо в землю. Она выделяет жидкую массу, напоминающую клей. Органическое вещество застывает с течением времени. Используя его, насекомое цементирует вокруг будущих вредителей кусочки почвы. Образуется так называемая в народе кубышка — прочный кокон для яиц с твёрдыми стенами. Если "плотность населения" насекомых становится слишком большой, саранча собирается в стаю и улетает с места обитания. Так она «разгружает» поле, которое не способно больше прокармливать всех проживающих на нём особей.