Жук бомбардир

Прицельный выстрел

Способность ошпарить врага струёй ядовитого кипятка далеко не последний сюрприз для недругов такого насекомого, как бомбардир (жук). Особенности эволюционного развития превратили нижние сегменты брюшка в высокоточное оружие. В моменты опасности особь способна разворачивать свою «пушку» на 270 градусов. Это даёт ей возможность вести прицельный огонь в различных направлениях.

Из хвостового сегмента вырывается не один выстрел. Энтомологи провели многочисленные исследования с использованием различного оборудования. На замедленной съёмке видно, что жук делает целую канонаду залпов. Причём, чем дольше насекомое отдыхало от использования своего грозного оружия, тем продуктивнее будет его применение. За несколько минут можно увидеть до 30 «выстрелов». Потом жуку потребуется время на «перезарядку» оружия. Даже попадая к хищникам «на зубок», бомбардир не теряется. Он обстреливает рот недруга, вызывая сильнейшие химические ожоги. Такая добыча мало кому понравится.

Почему бомбардир не взрывается

Почему же при наличии столь опасной лаборатории внутри не взрывается сам жук-бомбардир? Интересные факты были открыты учёными на основании множественных исследований. Те самые эластичные клапаны, которые регулируют процессы подачи реагентов и их выброса, являются защитным элементом. Сокращение мембран позволяет снижать давление и предотвратить взрыв внутри тельца крошечного «химика». Жук самостоятельно регулирует процесс выброса и количество залпов. Эволюция научила жесткокрылых управлять толщиной телесных покровов.

Быстрая перезарядка «пушки» позволяет делать несколько выстрелов с интервалом в доли секунды. За столь ничтожное время реакционная камера успевает охладиться и уберечь особь от возможного перегрева. Жук имеет железу, вырабатывающую ингибитор, который способен быстро погасить химическую реакцию.

Жесткокрылая братия

Практически все плотоядные жуки обладают способностью выделять неприятные для хищников жидкости. В отличие от других представителей жужелиц, брахинины и пауссины подогревают свой «заряд» и могут вести прицельный огонь.

Наиболее изучены Brachininae, в частности, бомбардир трескучий. Он является уникальным представителем семейства жесткокрылые. Карл Линней – великий биолог, посвятивший жизнь трудам по классификации флоры и фауны, впервые описал и изучил насекомое. Трескучий бомбардир – жук, способный испускать до 500 выстрелов в секунду. Канонада сопровождается громким звуком и выделением токсичного тумана. Он обладает скромной внешностью для таких выдающихся способностей: красновато-рыжие лапки и голова, длина тела менее 1 см, тёмные надкрылья, окрашенные в сине-зелёной гамме.

Хоть для человека жук не представляет серьёзной угрозы, лучше воздержаться от близкого рассматривания особей. Попав в глаз, струя горячего яда может полностью лишить зрения. Взяв насекомое в руки, вы рискуете получить небольшие, но весьма болезненные ожоги.

ЖУК БОМБАРДИР

Подробности
Категория: ЖУЖЕЛИЦЫ

Бомбардиры — жуки из двух подсемейств жужелиц: Brachininae и Paussinae, из которых более известно первое. Название получили благодаря своеобразному защитному механизму. Они способны более или менее прицельно выстреливать из желёз в задней части брюшка саморазогревающейся смесью химических веществ. Температура смеси в момент выстрела достигает 100 °C, а её выброс сопровождается громким звуком.

Подсемейства Brachininae и Paussinae представляют собой две эволюционные ветви бомбардиров. Пока точно не установлено, имеют ли они общего предка, способного к выстреливанию горячей жидкостью, или же эта способность развилась у обеих ветвей независимо.Бомбардиры распространены на всех континентах, кроме Антарктиды. Лучше всего известны представители Brachininae. Это средних размеров жуки, длиной от нескольких мм до 1-3 см. Чаще всего они имеют тёмноокрашенные надкрылья и ярких цветов голову, грудь и ноги. Ведут ночной образ жизни, днём прячась под камнями, брёвнами и т. д., сбиваясь при этом в группы. Личинки паразитируют на других жуках и их куколках.Paussinae не менее распространены и довольно разнообразны. Представители трибы Ozaenini хищники, также ведут ночной образ жизни. Paussini и Protopaussini — мирмекофилы и живут в гнёздах муравьёв. Отличительной особенностью первых являются крупные, сильно видоизменённые антенны.

Наличие развитых парных желёз 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 желёз 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 на пероксид водорода образуется молекулярный 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 объём 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, причём 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 её вперёд. 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 её вдоль надкрылий до самого их основания, где она уже начинает пузыриться.

  • Назад

  • Вперёд

Химия процесса

Чтобы разобраться, чем стреляют в своих противников жуки-бомбардиры, придётся углубиться в химию. Один из резервуаров выделяет гидрохинон, а второй пероксид водорода. Реакционная камера имеет небольшие железы, вырабатывающие каталазу и пероксидазу. Перед выстрелом жук сжимает их, выплёскивая содержимое в реактор. В этом резервуаре протекают два химических процесса – ферменты разлагают перекись до атомарного кислорода. Он преобразует гидрохиноны в хиноны. Обе реакции проходят с выделением большого количества тепловой энергии, которая разогревает смесь до 100 градусов. Давление внутри камеры возрастает и, пройдя точку равновесия, открывает наружный клапан.

Насекомое самостоятельно регулирует прицеливание и процесс выброса ядовитой струи. Её скорость может достигать 8 м/с, а диапазон облака варьируется от 1 до 10 см.

Как выглядит насекомое

Жук-бомбардир – представитель подсемейств Paussinae (менее изученная группа) или Brachininae (наиболее изученная и многочисленная группа), которые относятся к жужелицам. Обитают насекомые практически повсеместно, за исключением районов Антарктиды.

Жук-бомбардир имеет ничем не привлекательную внешность:

  • продолговатой формы тело достигает в длину до 3 см и имеет рыжий окрас;
  • крылья насекомого защищены плотным панцирем, сверху расположены надкрылья, окрашенные в коричневый, темно-синий или темно-зеленый цвет;
  • спинку некоторых бомбардиров украшает контрастный из округлых пятен узор.

Большинство представителей данного семейства не умеют летать, зато очень быстро передвигаются за счет трех пар симметрично расположенных ног. Конечности и грудь насекомого рыжих тонов. Такая же яркая и голова, на ней расположены сегментированные усы длиною до 8 мм. Окрас такого типа является свидетельством хищного характера особей данного вида (ниже представлен жук бомбардир фото).

Враги жука-бомбардира

Его потенциальными врагами являются пауки, муравьи и лягушки, но нападают они на этого жука очень в редких случаях. Этому находится очень простое объяснение. Дело в том, что этот вид жука не способен в случае опасности мгновенно улететь. Для этого ему сначала надо расправить надкрылки и только потом, расправив аккуратно сложенные крылья – он сможет взлететь. Поэтому природа наградила его для своей защиты, очень опасным оружием.

Конец брюшка трескучего бомбардира в ходе эволюции превратился в «орудийную башню». Как только наступает момент опасности, жук немедленно нацеливает на врага свою «пушку» находящуюся в последних брюшных сегментах жука и производит выстрел едкой химической смесью температура которой достигает 100°С . При этом слышен не только хлопок, но и появляется облачко «дыма».

Причем «пушка» может выдвигаться и изгибаться в любом направление, что дает жуку – бомбардировщику «стрелять» не только вперед, но и вбок или назад. Попадающий под брызги враг, быстро отступает, так как жидкость выпускаемая жуком может вызвать ожоги, а у муравьев даже кратковременные судороги.

Конец брюшка трескучего бомбардира в ходе эволюции превратился в «орудийную башню».

«Выстрелы» могут производиться жуком один за другим. Если трескучий бомбардировщик в течение нескольких дней «оружие» не применял, то за 4 минуты, они могут «выстрелить» 25 – 29 раз. Применение такого «оружия» способно спасти жука не только от пауков, но даже от богомолов.Если же все же жук–бомбардир попадает в рот к хищнику, то выпуская едкую жидкость, жук достигает двух целей. Во-первых, обжигает рот противнику и тот, выплюнув «вредную» добычу навсегда запоминает его и больше не трогает.

Внимание, только СЕГОДНЯ!

Похожие

Размножение, стадии развития

По окончании брачного периода самка удаляется, чтобы отложить яйца. Ей предстоит тяжкий труд по скатыванию земли в небольшие шарики, которые послужат вместилищем будущей личинки. В каждый почвенный комок помещается одно яйцо.

Жужелицы относятся к плотоядным жукам, и уничтожить чужое потомство для них ничего не стоит. Именно так и поступают личинки. Появляясь на свет, они находят куколки других насекомых и выедают их внутреннюю часть, начиная с головы. Чаще всего жертвами становятся медведки. Пустая хитиновая оболочка станет новым домом для личинок. Там их ждёт очередная метаморфоза, в результате которой сначала образуется куколка, а затем выведется молодой бомбардир. Жук проходит полный жизненный цикл всего за 15 дней.

Бой врагам

Поскольку жужелицы не умеют летать, природа одарила их другой защитной функцией. Если быстро убежать от врага не получается, насекомое бомбардир (жук) вступает в бой. Он испускает горячую струю едкого вещества. Мелкие, но назойливые муравьи могут погибнуть от выстрела. Более крупные хищники получают довольно ощутимые ожоги и повторно не рискнут нападать на противника.

Врагов у представителей подсемейств Brachininae и Paussinae предостаточно. Ими жаждут полакомиться земноводные – лягушки, ящерицы. Птицы тоже не прочь отведать закуску из жука. Настырные муравьи пытаются провести атаку в несколько приёмов, ведь дома их ждут с добычей. Природа подарила бомбардиру яркую окраску головы и лапок не просто так. Она является сигналом для других обитателей животного мира. Завидев предупредительные цвета (красный, оранжевый, ярко-жёлтый), многие подумают перед нападением, а стоит ли добыча того?

Интересные факты о жуках

Какие животные должны спариваться с сыновьями, чтобы иметь возможность произвести на свет дочерей?

У жуков вида Coccotrypes dactyliperda, являющихся вредителями финиковой пальмы, самцы гаплоидны (имеют одинарный набор непарных хромосом), а самки — диплоидны (обладают парными хромосомами). Процесс размножения начинается с того, что неоплодотворённая самка путём партеногенеза откладывает яйца, из которых вылупляются только самцы. Затем она спаривается со «старшим сыном», съедает его и остальных и производит вторую очередь потомства, в котором присутствуют уже особи обоих полов.

Для чего в Австралию пришлось завозить африканских жуков?

Крупный рогатый скот стали выращивать в Австралии с 1880-х годов. К середине 20 века большой проблемой стали слои навоза на пастбищах, так как местные жуки-навозники коэволюционировали с сумчатыми, производящими маленькие и сухие фекалии, и не могли справиться с коровьим помётом. Проблема была решена интродуцированием навозников с другого континента — выбор пал на африканских Onthophagus gazella. Памятуя об экологических угрозах от завезённых видов, к процессу подошли очень тщательно, простерилизовав яйца жуков, чтобы избавиться от паразитов.

Кто стал причиной гибели дерева, посаженного в честь Джорджа Харрисона?

Гитарист «The Beatles» Джордж Харрисон последние дни жизни провёл в Лос-Анджелесе. В честь него в одном из городских парков была посажена сосна, которая росла более десяти лет, но погибла из-за нашествия жуков. В 2015 году её заменили на сосну другого вида, устойчивую ко всем жукам.

Что в природе мимикрирует под фекалии антилопы?

Плоды южноафриканских растений рода Ceratocaryum — орехи, обычно гладкие и чёрные. Но у вида Ceratocaryum argenteum оболочка орехов коричневая и морщинистая, к тому же они дурно пахнут. Такой мимикрией растение привлекает жуков-навозников, которые, считая упавшие орехи фекалиями антилопы, укатывают их в свои гнёзда. Личинки жуков съесть их не могут, и орехи дают начало новым побегам.

Для чего множество видов насекомых и пауков мимикрируют под муравьёв?

Муравьи в силу своей агрессивности и малой питательности в большинстве случаев являются непривлекательной добычей для птиц или хищных ос. Из-за этого широко распространена мимикрия под муравьёв среди других насекомых — жуков, клопов, клещей, мух, богомолов. Но лидером в этом отношении являются ещё одни представители членистоногих, пауки, более 100 видов которых так похожи на разные виды муравьёв, что визуально отличить их можно только по количеству ног (8 вместо 6). Причём некоторые их них, например, пауки-муравьеды, мимикрируют не с целью защиты, а с целью охоты на самих муравьёв. Они заходят в муравейник на шести задних ногах, поднимая две передние на манер муравьиных антенн, а когда ловят добычу, то подражают поведению обычных муравьёв, выносящих наружу своих умерших товарищей.

У каких животных ноги крепятся к телу с помощью винтового соединения?

Ноги жуков-долгоносиков крепятся к телу с помощью винтового соединения: ножка напоминает винт, а сустав — гайку. Когда мускулы на конечности насекомого натягиваются, винт «проворачивается». Такое крепление обеспечивает жуку большую гибкость — его передние ноги могут вращаться на 90°, а задние на 130°.

Какое стихийное бедствие благоприятно для размножения жуков Melanophila acuminate?

Жуку Melanophila acuminate для размножения нужен лесной пожар. Когда он находит горелую древесину, то откладывает туда яйца. Преимущество такого способа заключается в том, что в этот момент его природные враги не могут ему помешать, так как сами спасаются от пожара. А для обнаружения пожара на расстоянии нескольких километров данный жук имеет миниатюрный инфракрасный рецептор.

Какие животные могут стрелять кипящей струёй?

Жуки-бомбардиры защищаются от хищников, выстреливая нагретую до температуры кипения смесь токсичных веществ из специальных желез в их задней части. Как минимум у одного вида эта смесь извергается в виде пульсирующей струи. Такое сложное устройство жука часто приводится креационистами как доказательство невозможности появления этой системы в ходе эволюции.

Физика выстрела

Энтомологи проводили массу экспериментов перед тем, как понять устройство оружия насекомого бомбардир (жук). Описание процессов, протекающих внутри, удалось получить только с использованием специального оборудования. Путём препарирования учёные выяснили, что полость брюшка особи имеет две небольшие железы. Каждая из них вырабатывает и аккумулирует различные по своему химическому составу вещества – пероксид водорода и гидрохинон.

А сам процесс взаимодействия реагентов и их выброса удалось тщательно изучить сотрудникам Массачусетского технологического института. Команда Кристины Ортиз использовала синхротронную рентгеновскую съёмку, чтобы познать все секреты природной защиты бомбардиров.

Работа показала, что внутри брюшка происходит серия физических и химических изменений. Реакционная камера (в которой смешиваются компоненты) снабжена толстым слоем хитина и имеет несколько эластичных клапанов-мембран. Один из них позволяет химическим составляющим попадать в резервуар, после чего он перекрывает обратный ход реагентов. Верхняя область камеры раздувается и давит на нижнюю. Когда давление максимально повышается, мембрана последнего сегмента брюшка открывается и выпускает горячую струю наружу.

Добавить комментарий