Современные насекомые не могут похвастаться большими размерами, а само слово «насекомое» и его производные являются синонимами чего-то маленького и беззащитного. Но так было далеко не всегда, ведь в прошлые геологические эпохи на нашей планете обитали настолько огромные насекомые, что их даже трудно себе представить.
Меганевры являются самыми крупными насекомыми, которые когда-либо жили на нашей планете. Внешне они очень напоминали современных стрекоз с размахом крыльев до 65-100 сантиметров. Гигантские насекомые из рода меганевр достигли своего расцвета около 300 миллионов лет назад во времена каменноугольного периода, хотя появились на планете они еще в начале палеозоя. Для карбона вообще характерно наличие большого количества крупных насекомых, которые процветали в условиях теплого и влажного климата. В ту далекую эпоху на Земле царствовали амфибии и крупные насекомые, а примитивные рептилии - предки гигантских динозавров, только-только сформировались как отдельный класс животных.
Впервые ископаемые останки меганевр были найдены на территории Франции в 1880 году. По мнению палеонтологов, меганевры, как взрослые особи, так и их личинки, были хищниками и питались другими более мелкими насекомыми. Но почему именно в каменноугольном периоде процветали гигантские стрекозы и многоножки, а в последующие эпохи отмечается их вымирание и появление родственных видов, но более скромных по размерам?
Ученым удалось выяснить, что размеры тела насекомых, дышащих при помощи трахей, связаны с уровнем содержания кислорода в атмосфере. Во времена каменноугольного периода на планете возникли условия, благодаря которым образовалось большое количество залежей каменного угля, сформированных из растительных остатков. Эти огромные объемы биомассы были выведены из процессов разложения, для которых, соответственно, не требовалось кислорода, находящегося в атмосферном воздухе. В результате снижения затрат на окисление в атмосфере наблюдалось более высокое содержание кислорода по сравнению с предыдущими периодами.
Эта особенность, по мнению ряда специалистов, и могла послужить причиной того, что в карбоне обитали очень крупные насекомые, использовавшие при дыхании трахеи, в числе которых были и меганевры. Далее на Земле наблюдался еще один период с повышенным содержанием кислорода, к тому моменту в воздухе уже появились птицы, которые и не позволили развиться летающим насекомым до таких гигантских размеров.
Несмотря на то, что современные насекомые сильно уменьшились в размерах, а самые крупные из них легко поместятся на ладони, представителей этого класса по-прежнему можно назвать самыми процветающими на планете. На сегодняшний день науке известно более 1 миллиона видов насекомых, но, по мнению специалистов, их намного больше - от 2 до 6 миллионов, а энтомологи просто не в состоянии всех описать и изучить.
Эти невесомые хрупкие создания, украшающие нашу планету, имеют долгую и, несомненно, удивительную историю, ведь стрекозы – древнейшие из всех существующих ныне насекомых.
Их предки появились на Земле около 350 млн лет назад и были гигантских размеров. Размах крыльев у них достигал 90 см, что сравнимо с характеристикой самых крупных птиц, обитающих на планете в наши дни.
Но со временем окружающий мир сильно изменился. Потеряли свой первобытный вид и населяющие его существа. Теперь размах крыльев у самой большой стрекозы едва достигает 20 см.
В этих насекомых привлекают, прежде всего, глаза. На первый взгляд они кажутся несоизмеримо большими. Но поскольку в природе все целесообразно, закономерно и гармонично, то и здесь нет случайностей. Глаза стрекоз имеют фасеточную форму и состоят из множества крошечных глазков, количество которых может достигать 30 тысяч. Каждый из них функционирует самостоятельно и отделен от других пигментными клетками. Благодаря такому строению, стрекоза может одновременно видеть все, что происходит вокруг нее слева, справа, спереди и сзади.
Порой кажется, что эти невесомые создания живут вне законов земного притяжения и сопротивления воздуха: они то замирают в полете, то резко устремляются вверх, то куда-то мчатся со скоростью, достигающей 90 км/ч. Их непрерывное движение может длиться несколько часов. Удивительную выносливость и высокую скорость стрекозам обеспечивают четыре крыла. Каждая из двух пар действует самостоятельно, но при этом невероятно слаженно, производя до 150 взмахов в секунду. В результате насекомые могут выдерживать длительные перелеты, а устав к вечеру, усаживаются на стебли растений и отдыхают до утра.
Трудно поверить, но именно специфика порхания стрекоз в воздухе стала подсказкой при создании реактивного самолета. Когда готовый экспериментальный двигатель поставили на крылатую машину, от большой скорости и сильной вибрации она буквально рассыпалась на отдельные фрагменты. Усовершенствовать модель летательного аппарата помогли энтомологи, объяснившие конструкторам принцип работы стрекозиных крыльев, которые спереди имеют специальное утолщение. Оно то, как раз, и гасит вибрацию во время полета.
Несмотря на развитие современной науки, ученые–энтомологи до сих пор не смогли объяснить такое загадочное явление, как длительность перелетов стрекоз, способных преодолевать тысячи километров. По рассказам моряков, они нередко видят этих насекомых очень далеко от берега. На такие рискованные путешествия стрекозы решаются нечасто – один раз в шесть-семь лет, собираясь в огромные стаи.
Движутся они сплошной массой, высота и ширина которой достигает несколько метров. Куда и зачем летят – неизвестно. Неразгаданная тайна породила множество примет: одни толкователи непознанных явлений уверены, что встреча со стрекозьей стаей принесет массу неприятностей, другие, наоборот, усматривают в этом благоприятный знак. В свою очередь, ученые предполагают, что длительные необычные полеты связаны, скорее всего, с попыткой найти новые места обитания.
Стрекоза – быстрый и ловкий хищник, о чем свидетельствует ее вытянутое продолговатое тело, грызущий ротовой аппарат, широкая грудь, размашистые крылья. Зазубренными челюстями она хватает мелких насекомых просто на лету, а для того, чтобы полакомиться более крупной добычей, спускается на землю, усаживается на стебли растений и ловит жертву проворными лапками. Эти насекомые – непревзойденные охотники. Увидев во время полета мелкую букашку, стрекоза моментально застывает в воздухе и, резко сменив курс, набрасывается на добычу. Аппетит у нее еще тот: за день она способна проглотить больше 40 мух. Не прочь полакомиться также комарами и мошками.
Стрекозы — насекомые «свободные» от законов гравитации. Место для откладывания яиц стрекозы ищут в районе тихих неглубоких водоемов со слабопроточной или стоячей водой. Тщательным поиском занимаются только самцы, выбирая стебли растений или влажную прибрежную почву. Они же защищают созревающее потомство от посягательств многочисленных конкурентов. Личинки крылатых красавиц (их называют наядами) начинают развиваться и живут в воде. Период созревания, в зависимости от вида, длится от трех месяцев до пяти лет. Различить их на песчаном дне водоемов довольно легко, хотя те и имеют схожую окраску.
В доисторическую эпоху некоторые насекомые были настоящими гигантами. Размах крыльев древней стрекозы меганевры составлял чуть меньше метра. Однако другие обитатели планеты — например, предки тараканов — были немногим крупнее своих современных потомков. Ученые выяснили, почему одни насекомые стали огромными, а другие вовсе к этому не стремились.
Если бы насекомые были разумными существами и смогли бы, в конце концов, построить собственную цивилизацию, у них наверняка появилась бы собственная мифология. И в этих мифах и легендах непременно упоминалась бы (как Золотой век древних греков) стародавняя "Эпоха шестиногих титанов", то есть то время, когда предки современных насекомых достигали гигантских размеров и правили этим миром.
Самое интересное, что, в отличие от античных титанов, сторуких великанов и циклопов, которые, как ни крути, все же являются плодом человеческой фантазии, исполинские насекомые в прошлом действительно существовали. Нынешние стрекозы с полным на то основанием могут считать себя сильно измельчавшими потомками древнего чудовища меганевры, размах крыльев, который был чуть меньше метра. Наибольших своих размеров шестиногие властелины воздуха достигали в карбоновом, или каменноугольном, периоде палеозойской эры, то есть 360-299 миллионов лет назад.
Почему же сейчас на Земле не существует гигантских стрекоз? Почему потомки шестиногих исполинов теперь не превышают размеров куриного яйца (которого достигают всем известные бронзовки-голиафы, южноамериканские жуки-олени и дальневосточные усачи)? Для ответа на этот вопрос следует задуматься над тем, что же не дает насекомым неограниченно расти во всех направлениях.
Вопреки распространенному мнению, это вовсе не жесткий панцирь из хитина: все имеющие его насекомые растут сразу после линьки, когда старый "корсет" уже сброшен, а новая одежка пока еще мягкая и растяжимая. Ограничением, мешающим им постоянно увеличиваться в размерах, является система дыхания этих удивительных существ. Напомню, что "кровь" насекомых — гемолимфа — лишена дыхательных пигментов (вроде нашего ярко-красного гемоглобина) и совсем не участвует в переносе кислорода.
Поэтому их дыхание осуществляется при помощи трахей — ветвящихся трубочек, открывающихся по бокам задней части брюшка и непосредственно соединяющих клетки внутренних органов с воздушной средой. Причем сеть трахей у насекомых настолько густа и разветвлена, что охватывает буквально каждую клеточку организма.
Сама по себе трахея состоит из множества жестких колечек, которые не могут сужаться и расширяться, то есть обеспечивать активный вдох или выдох. Поэтому воздух внутри трахейной трубки в принципе неподвижен, а приток кислорода внутрь тела и отток углекислого газа происходит за счет диффузии — из-за разнице парциальных давлений этих газов на внутреннем и внешнем концах трубки.
Из школьного курса физики мы помним, что газ всегда устремляется из области высокого собственного давления в область низкого (то есть из того места, где его много, туда, где его мало). Именно благодаря этому механизму кислород поступает внутрь трахейной трубки насекомого (внутри тела его меньше, чем снаружи), а углекислый газ выходит из нее (с ним все обстоит наоборот, его снаружи меньше).
Такой механизм подачи кислорода жестко ограничивает длину трахейной трубки, максимальная длина которой (l ) достаточно точно вычисляема весьма простыми расчетами. Поэтому максимальный размер тела самого насекомого не может превышать (в сечении) величины 2·l , что при нынешнем уровне содержания кислорода в атмосфере составляет диаметр того самого куриного яйца, о котором уже упоминалось выше. Однако сам факт существования "шестиногих титанов" в каменноугольный период позволяет предположить, что в те далекие времена количество кислорода в атмосфере было гораздо выше, чем мы привыкли сейчас.
Данные полученные в результате исследования пород того времени, полностью подтверждают эту гипотезу. Оказывается, в те доисторические времена кислорода в земной атмосфере было не 21%, а 35%! Неудивительно, что в подобном "кислородном раю" насекомые дорастали до гигантских размеров. Однако откуда же взялся "лишний" О 2 в атмосфере планеты в то далекое время?
В геологической истории Земли карбон известен как период, в котором сформировались наземные растения. Именно тогда появились леса из древовидных папоротников, плаунов, хвощей и примитивных голосеменных. Все эти новые сообщества активно снабжали атмосферу драгоценным газом. А вот потребителей О 2 на суше тогда еще было маловато: из крупной фауны встречались только многоножки, пауки, насекомые, да древние "додинозавровые" рептилии (гигантских земноводных, обитавших в то время, сложно считать сухопутными жителями, однако большую часть времени они проводили в воде и дышали, соответственно, "водным" кислородом).
Кроме того, тогда на суше еще не сформировалось "воинство" грибов и бактерий, ответственных за переработку упавшей древесины. Поэтому деревья карбонового периода не гнили после гибели — и, соответственно, драгоценный кислород на процессы разложения не расходовался. ("Правда.Ру" уже писала о том, что наибольшее количество кислорода, выделяемого лесом, расходуется именно на процессы гниения древесины).
Вместо этого стволы упавших гигантов медленно каменели, превращаясь в ценный каменный уголь (поэтому-то и период называется каменноугольным — именно тогда образовались почти все известные ныне месторождения этого полезного для человека сырья). Уголь же, как известно, не расходует кислород, пока его не подожжешь (а поджигать-то тогда было некому). Поэтому бесценный газ, вместо того, чтобы разлагать органику, спокойно улетал в атмосферу и накапливался там, давая возможность насекомым, многоножкам и паукам увеличивать свои размеры.
Тем не менее, до сих пор ученым было не совсем понятно, почему далеко не все представители карбоновой энтомофауны были гигантами. Каменноугольные тараканы, например, по размерам не сильно превосходил своих современных потомков. Что бы разрешить эту загадку, группа американских ученых из Аризонского Унивеситета (Темпль, США) под руководством Джона Ван ден Брукса, поставили один любопытный эксперимент. Они решили вырастить стрекоз и тараканов в условиях гипероксии, то есть повышенного содержания кислорода и посмотреть, что мешает последним стать гигантами в подобных условиях.
При проведении эксперимента стрекозы в атмосфере, содержащей 35% кислорода, развивались так же, как и их карбоновые предки — быстро росли и при этом увеличивались в размерах (размах крыльев этих "кислородных гигантов" достигал 50 см., что всего на 20 см. меньше такового у меганевры). А вот тараканы демонстрировали совсем другое "поведение" — росли медленно, куда медленнее, чем в обычных условиях, и в гигантов так и не превратились.
Ученые, желая понять почему увеличение О 2 не вызывает у этих насекомых столь бурного роста, просветили их тела рентгеновскими лучами и увидели, что высокое содержание кислорода привело не только к увеличению длины каждой отдельной трахеи, но и к сильному сокращению общего количества дыхательных трубочек. Ван ден Брукс предположил, что, возможно, почувствовав, что воздуха стало больше, насекомые решили не наращивать размеры тела, а увеличит долю других тканей организма (в основном запасающих) за счет уменьшения общей площади трахейной сети.
Исследователи решили, что возможно тараканам, (как современным, так и карбоновым), поскольку они являются медлительными и неповоротливыми пожирателями гниющих остатков, просто не нужно становиться гигантами: падальщику не зачем контролировать большую территорию, ведь пропитание он сможет найти "под каждым кустом", а та низкокалорийная пища, которую он потребляет, не способна снабжать энергией огромное тело. А вот стрекозы, которые всегда были активными хищниками, очень нуждались в больших размерах — это давало им возможность облететь громадную территорию и добыть больше еды.
В продолжение темы о доисторических гигантах, сегодня расскажем Вам о мега-насекомых, которые жили миллионы лет назад.
Стрекозы Меганевра
Гигантские ископаемые стрекозы Меганевра (лат. Meganeura) населяли планету с начала палеозойской эры до начала пермского периода, вымерли они приблизительно 250 миллионов лет назад. Внешне были схожи с современными стрекозами, только у них голова и глаза была меньше, а брюхо было более мясистым. Два представителя этого вида: Meganeura monyi и Meganeuropsis permiana считаются самыми крупными летающими насекомыми всех времен, размах их крыльев доходил до 65 см и 1 метра соответственно.
Стрекозы Меганевра были хищниками, охотились в основном на других крупных насекомых - диктионеврид, размер которых сопоставим с современными голубями. Что интересно, личинки меганевры в отличии от своих современных потомков не вели водный образ жизни, они развивались на суше и так же были хищниками.
Диктионевриды
Диктионеврида - древнее насекомое жившее на Земле 230 млн. лет назад. Ближайшими современными родственниками являются поденки. Размах крыльев гиганта превышал 43 см. Внушительный размер! Поденки и диктионевриды - единственные в своем роде насекомые, они линяют не только в личиночной, но и во взрослой стадии.
Интересны диктионевриды еще и своим необычным ротовым аппаратом, больше похожим на клюв птиц, который, по всей видимости, был предназначен для прокалывания различных шишек и выколупывания семечек.
Мазотаир огромный
Класс палеодиктиоптеры - существовал 320 млн. лет назад. Эти насекомые достигали громадных размеров. Один из представителей палеодиктиоптеров - Мазотаир огромный - был просто гигантских размеров. Размах крыльев Мазотаира доходил 55 см. Палеодиктиоптеры были еще и весьма уникальны, т.к. имели по три пары крыльев. Питались доисторические букашки нектаром и соком растений.
Досторичкая блоха Pseudopulex Jurassicus
Даже блохи имели доисторических гигантских родственников. В центральной части Монголии были изучены окаменелости доисторического насекомого - Pseudopulex Jurassicus . Существовал он 165 млн. лет назад в Юрском периоде. Питались древние блохи на динозаврах и птерозаврах. Внешне вид напоминал современную блоху, но тело было приплюснутое и покрывалось жесткими щетинками. Размеры составляли от 1,7 до 2,3 см , длина колюще-сосущего хоботка достигла 5 мм! Кроме того насекомое обладало длинными цепкими коготками и сильным сосательным аппаратом.
Артроплевра
Артроплевра (Arthropleura) - род самых крупных членистоногих за всю историю планеты. Размеры сильно колебались в зависимости от вида - от 30 см до 2,6 метров . Обитали артроплевры приблизительно 340 - 280 миллионов лет назад.
Не смотря на свои размеры и хорошую подвижность, которую к слову обеспечивали 30 пар ног, артроплевры были вегатарианцами, питались в основном папоротниками и другими споровыми растениями.
Огромные насекомые исчезли 150 млн. лет назад. Ученые выдвинули несколько гипотез по причине их вымирания. Некоторые считают, что кислород был причиной гигантизма доисторического мира. Концентрация кислорода в атмосфере в те времена была высокая, и это сказалось на росте всех живых организмов. Со временем уровень кислорода упал, что привело к вымиранию или уменьшению размера мега-насекомых.
Второе мнение связано с птицами. Возможно насекомые проиграли в борьбе пернатым за властвование в небе. Ведь именно тогда начали появляться более сильные и быстрые птицы.
- 57897 просмотров
октября 21, 2013
Древняя меганевра
Самой крупной стрекозой в мире считается насекомое Meganeuropsis permiana. Славится она своими размерами и размахом крыльев, который составляет семьсот двадцать два миллиметра. Ни у одного насекомого нет такого размаха.
Meganeura – это самая большая стрекоза в мире. Ее предки давно вымерли еще в каменногугольном периоде: около трехсот миллионов лет назад. Кстати, у стрекоз того времени был размах крыльев до шестидесяти пяти сантиметров, а питались они насекомыми, которые им уступают в массе тела, поэтому считались хищниками.
Впервые Meganeura были обнаружены в тысяча восемьсот восемьдесят восьмом году во Франции: в каменноугольном отложении Степанян. А в тысяча восемьсот восемьдесят пятом году самый известный французский палеонтолог Чарльз Бронгниарт сделал точное описание гигантской стрекозы и дал ему название. Кстати, на русском языке она называется “ Большая с нервами“. Это из-за того, что у нее существовали сети вен на крыльях. Второй экземпляр был найден через два века: в тысяча девятьсот семьдесят девятом году, и тоже во Франции. В данный момент это полезное ископаемое находится в Париже: в историческом Национальном музее.
Стрекоза-коромысло на территории России
На территории России самой крупной стрекозой считается стрекоза, название которой Коромысла. Длина ее тела составляет семьдесят миллиметров, а размах крыльев девяносто миллиметров. Самцы этого вида насекомого более яркие, чем самки. Эти стрекозы хорошие летуны и преодолевают сотни километров и расселяются на новых источниках водоемов. Крылья совсем молодого насекомого не окрашены, затуманены, покровы бледной окраски. После шестидесяти минут после выхода из личинки у них осуществляется первый полет.
Стрекоза Одонта
Если говорить о нашем современном времени, то в нем самая большая стрекоза – это насекомое отряда Одонта. Насчитывается ее около шести тысяч пятьсот видов, которые объединены с более, чем шестью сотами родов. Одонта считаются дневными стрекозами крупных размеров. У них очень яркая окраска и они предпочитают охотиться на добычу прямо в воздухе. Из-за того, что у них очень большие глаза, они видят ее прямо налету. Живут эти огромные насекомые в основном возле истоков пресной воды, хотя бывают случаи, когда их можно увидеть далеко от места размножения. Личинки Одонты – это водный хищник, который можно встретить практически во всех видах внутренних вод.
У стрекозы отряда Одонта не только большие глаза, но и голова немалых размеров. Также у нее подвижная шея. Если на нее внимательно посмотреть, то можно увидеть, что глаза занимает большую часть головы и находятся посередине. Кстати, у этого насекомого уникальные ресницы, которые напоминают антенны. Благодаря ним, оно улавливает любой источник света и ориентируется не только во время ночного полета, но и дневного. Антенны так высоко функционируют, что стрекоза все время видит источник света и никогда его не теряет. Именно это и позволяет ей быстро двигаться (лететь) .
Факты о стрекозе Одонта
У стрекозы Одонта очень большие крылья, которые всегда распростертые в разные стороны. На них находятся стрелки, которые складываются вдоль тела, а также у них одинаковая форма: сужены к основанию. Брюшко у этого крупного насекомого тонкое, а также палочковидное и я является балансиром полета.
Очень интересным фактом является то, что на первом фазисе развития личинка любой стрекозы имеет два сердца: первое находится в голове насекомого, а второе в задней части туловища. На второй стадии развития у нее появляется пять глаз, восемнадцать ушей и восьми – камерное сердце. А кровь вообще зеленого цвета. После третий стадии развития у этих насекомых остается всего два глаза. Что же касается сердец, то их остается два.
В заключение можно отметить то, что стрекозы считаются самыми быстро летающими насекомыми во всем мире. Их средняя скорость полета составляет тридцать километров в час. А максимальная скорость достигает пятьдесят семь километров.