Пещерные насекомые: Cave insect — Wikipedia

Пещерные кузнечики разносят семена растений-паразитов — The Batrachospermum Magazine

13.09.201813.09.2018Батрахоспермум

Экономят все. Даже паразитам приходится экономить. Многие паразитические растения, например, экономят на семенах – они у них чрезвычайно крошечные, пылеподобные, дунь на них – и залетят тебе в нос. Ветер является основным фактором распространения таких семян. Вот только зачастую эти растения населяют самый нижний ярус леса, куда дееспособные ветра нечасто заглядывают. Поэтому некоторые растения-паразиты в качестве распространителей семян «нанимают» животных – например, муравьев, жуков, грызунов, птиц… впрочем, эти животные помогают многим растениям, не только паразитам. А вот кое-какие японские паразиты пользуются услугами совершенно неожиданных помощников, которых в распространении чьих-либо семян никогда даже не подозревали, – пещерных кузнечиков.

Микогетеротрофное паразитическое растение Sciaphila secundiflora из семейства триурисовых и муравей Pheidole fervida, несущий его семя на одном из японских островков. Фото: Suetsugu et al., 2017.

В лесной подстилке света мало, и фотосинтез неэффективен, поэтому растения нередко отказываются от зеленых листьев и переходят к паразитическому образу жизни – сосут питательные вещества из корней соседних растений (гетеротрофия) или из мицелия грибов (микогетеротрофия). Последние обычно сами состоят в симбиотических отношениях с фотосинтезирующими растениями, оплетая мицелием их корешки, так что растения-паразиты, присосавшись к этой микоризе, успешно крадут пищу как у гриба, так и у растения – и вполне счастливы, несмотря на бледный вид.

Но даже в условиях жесткой экономии ресурсов некоторые растения-паразиты не скупятся создавать мясистые плоды, не раскрывающиеся при созревании, – обычно это нужно для привлечения животных, которые съедят плод и испражнят семена где-то в другом месте. Среди таких растений – три маленьких паразита, которые растут в лесах префектуры Сидзуока на острове Хонсю в Японии: орхидея

Yoania amagiensis (микогетеротроф), вертляницевидка Monotropastrum humile (микогетеротроф), пучкоцвет Phacellanthus tubiflorus (гетеротроф).

Японского биолога Кэндзи Суецугу из Университета Кобе заинтриговало наличие у них подобных плодов, и он решил разузнать, для кого эти ягодки и коробочки растут. Ночные наблюдения показали, что зверьки и пташки не слишком интересовались плодами паразитов, зато насекомые охотно ели их, особенно муравьи, жужелицы и – внезапно! – пещерные кузнечики. Причем в отличие от муравьев, которых интересовала лишь мякоть, кузнечики жадно пожирали плоды целиком, да и не по одному, а целыми гроздями! И извергали анусом сотни семян в нетронутом виде – в отличие от жужелиц, которые семена попросту сжевывали своими мощными мандибулами.

Орхидея Y. amagiensis (слева), вертляницевидка M. humile (центр), пучкоцвет P. tubiflorus (справа), их плоды и распространители семян – пещерные кузнечики Tachycines elegantissima (слева и в центре) и Diestrammena japonica (справа). Фото: Suetsugu, 2018.

Пещерные кузнечики (Rhaphidophoridae) лишь внешне похожи на настоящих кузнечиков (Tettigoniidae), но эти два семейства прямокрылых насекомых не являются близкородственными. Пещерники – всеядные животные, населяют пещеры, норы и другие сырые прохладные места – например, заброшенные шахты и подвал вашего дома. Многие из них весьма прожорливы – едят все, до чего дотянутся их мандибулы: грибы, растения, древесину, картон, ковры, ткани, пыль, друг друга, а может, даже и вас. Если попытаетесь наклониться, чтобы рассмотреть пещерного кузнечика поближе, он может сослепу прыгнуть вам на лицо – такая у него необычная самозащита, прыгать в сторону того, что его тревожит. Кусать он вас, возможно, и не станет, хотя, с другой стороны, почему бы вас и не укусить.

Наблюдения Суецугу – это первый задокументированный случай распространения семян растений пещерными кузнечиками. Из родственных насекомых такая активность известна лишь у новозеландских аностоматид (Anostostomatidae) – древесных уэта, но это особый случай: в роли распространителей семян они подменяют мелких зверьков, которых в Новой Зеландии практически нет (из «коренных» млекопитающих жителей там только летучие мыши), – уэта даже порой называют «беспозвоночными мышами». Не исключено, впрочем, что среди прямокрылых насекомых есть и другие любители плодов, помогающие распространять семена, просто пока ученым не удалось их за этим поймать.

Примечательно и то, что три паразитических растения независимо друг от друга пришли к одному и тому же решению – формировать пахучие мясистые плоды для привлечения пещерных кузнечиков к распространению их семян. Эти растения – из разных семейств (орхидные, вересковые, заразиховые), два из них паразитируют на микоризе, третье – непосредственно на деревьях. Перед нами замечательный пример конвергентной эволюции в схожих сырых и тенистых местообитаниях. А с учетом того, что семена малюсенькие и мякоти для удовлетворения аппетита насекомого нужно не столь уж и много, еще и весьма экономный.

А еще, как недавно выяснилось, семена вертляницевидки M. humile распространяют японские лесные тараканы Blattella nipponica. Как и пещерных кузнечиков, тараканов прежде не замечали за распространением чьих-либо семян. Фото: Uehara & Sugiura, 2017.

---

Текст: Виктор Ковылин. Научная статья: New Phytologist (Suetsugu, 2018)

Все права на данный текст принадлежат нашему журналу. Если вам понравилось его читать и вы хотите поделиться информацией с друзьями и подписчиками, можно использовать фрагмент и поставить активную ссылку на эту статью – мы будем только рады. С уважением, Батрахоспермум.

Вас также могут заинтересовать статьи:
Живые листики найдены на Борнео
Орхидея цинично использует грибы сверху донизу и дурит мух
Венерину мухоловку опыляют пчела, жук и пчеложук

• АНИМАЛИУМ
• ФИТОМИКОН

Там, где можно пережить апокалипсис

Где-то внутри гор есть удивительный мир, скрытый от лучей солнца и глаз обывателей. Над ним практически не властны погодные условия, разрушительные катастрофы и суетное течение времени. В этом мире удивительной жизнью живут удивительные существа.

«В науке я — спелеологический обыватель», — предупреждает аспирант Института систематики и экологии животных СО РАН Алексей Маслов. Напрямую его научные интересы никак не связаны с пещерами, зато с ними тесно связаны интересы личные — Алексей занимается спортивной спелеологией, участвует в исследовательских экспедициях и организует экологические акции по очистке сибирских пещер.

 

«Спелеонауку нельзя судить строго, — предупреждает ученый. — Где-то выборка маловата, там эксперимент не идеально спланирован… Работать с пещерными организмами крайне сложно, и поэтому каждый полученный результат высоко ценится».

Во-первых, их не так-то легко встретить. Настоящие обитатели подземелий живут «просторно» — как правило, здесь на квадратный метр площади приходится очень мало «населения». Так что если исследователю посчастливилось найти хотя бы нескольких особей, он уже должен быть счастлив.

 

Другие трудности — технического характера. Спелеологу-ученому необходимо быть настоящим спелеологом-спортсменом: до пещеры нужно добраться, спуститься в нее, провесив специальное снаряжение, «просочиться» в узкие лазы и ходы… Для исследований пещерных обитателей организуются настоящие спелеоэкспедиции, и, как всякие экспедиции, они полны неожиданностей: то нужную систему не удается найти, то веревки до дна не хватает.

 

Всех, кто может встретиться в пещере, ученые разделяют на три группы: троглобионтов, троглофилов и троглоксенов, между которыми, правда, не всегда можно провести четкие границы. Первые — это «коренные» обитатели пещер, они отлично там себя чувствуют, хорошо размножаются и дают устойчивую популяцию. Как правило, к ним относятся ракообразные, некоторые виды насекомых.

 

Троглофилами являются организмы, которые могут жить также и в наземной среде. Это могут быть птицы, гнездящиеся возле входа, летучие мыши, ракообразные и даже некоторые зеленые растения из тех, что нуждаются в малом количестве света и поэтому способны проникать довольно далеко от входа в пещеру.

 

Третья группа пещерных жителей — троглоксены. Это организмы, обитающие на поверхности и каким-то не самым счастливым для себя образом попадающие под землю. Например, мышь, которая свалилась в пещеру и не смогла оттуда выбраться. Они живут там, пока не умрут, либо не выберутся обратно на поверхность. «Неподготовленный человек как раз является троглоксеном, а подготовленный — троглофилом, он может жить в пещере и даже оставить потомство», — шутит Алексей Маслов.

 

Те животные, которые всю свою жизнь проводят в пещере, имеют определенные общие признаки: отсутствие глаз и пигментации, замедленный обмен веществ и растянутые жизненные циклы, сравнительно мелкие размеры, измененные пропорции тела. Источники их питания специфические, и у них стираются грани между средами обитания. Так, некоторые пещерные беспозвоночные одинаково комфортно себя чувствуют как на воздухе, так и в воде. А протеи способны дышать и кожей, и легкими.

 

Благодаря своей высокой способности приспосабливаться к условиям среды, амфибии протеев в свое время сыграли злую шутку с австрийским биологом Паулем Каммерером, который придерживался идей Жана Батиста Ламарка о возможности наследования организмами приобретенных признаков и пытался доказать это с помощью опытов.

 

 

Он переселял амфибий — обитателей холодных пещерных водоемов в освещенное пространство и теплую воду. В результате недоразвитые глаза протеев, которые не нужны им в темноте, начинали развиваться в первом же поколении, а кожа темнела. На самом деле, это было всего лишь случаем ненаследуемой модификационной изменчивости, вполне характерной для амфибий.

 

«Фонарики» если и используются пещерными организмами, то в основном для охоты. В этом смысле наблюдается сходство с глубоководными жителями. Например, глубоководный удильщик испускает свет и приманивает на него жертву. Подобно ему действуют флуоресцирующие личинки комаров — они снабжены светящимися нитями, на которые садятся залетевшие в пещеру светолюбивые насекомые, служащие личинкам пищей. Пещерные же растения любят свет и изобретают хитрые механизмы, чтобы улавливать мельчайшие его проявления. Так, мох, растущий в провалах (дырках с поверхности), даже «разработал» специальные линзы, фокусирующиеся там, куда попадают солнечные лучи.

 

Интересные биологические приспособления имеют и летучие мыши (которые вообще, ввиду своей оригинальной физиологии, являются крайне любопытным объектом для биологов). Они не только способны впадать в длительную сезонную спячку, но также имеют множество особенностей, связанных с размножением.

 

«При этом рукокрылые умеренных широт сильно отличаются от тропических «коллег» по характеру процесса оплодотворения и начальных фаз эмбрионального развития, — рассказывает Алексей Маслов. — У летучих мышей умеренного климата отмечают весеннее и осеннее спаривание, при этом последнее не совпадает с периодом овуляции (а он у многих летучих мышей нашей полосы — единственный в году). Поэтому сперматозоиды находятся в самке и сохраняют жизнеспособность во время зимней спячки (пять—семь месяцев), и в первые дни после пробуждения происходит оплодотворение перезимовавшими сперматозоидами. Надо сказать, что оплодотворение в ходе весеннего спаривания происходит тоже перезимовавшими сперматозоидами, только зимуют они в половых путях самца».

 

На этом список особенностей не заканчивается. Если, например, у человека срок эмбрионального развития составляет всем известные девять месяцев, то у летучих мышей определить его даже не всегда возможно — темп эмбрионального развития зависит от температуры окружающей среды.

 

Летучие мыши часто становятся жертвами безобидных на вид синичек. Хитрая птица научилась распознавать специфический звук, который мышь издает при пробуждении, и когда еще толком не проснувшаяся жертва, непрогретая, малоподвижная, с плохой координацией, выползает из пещеры, синица убивает и съедает ее.

 

 

Отдельно стоит сказать про загадочные жизненные циклы спелеологических обитателей. В пещерах обитает многочисленная (около 170 видов) группа рыбок cavefish. Некоторые из ее представителей являются близкими «родственниками» zebrafish (рыбки Данио) — излюбленного объекта для исследований биологии развития и молекулярных исследований. Пещерные рыбы спят намного меньше обитателей поверхностных вод.

 

Долгое время в Словении, Хорватии, Средиземноморье протеи обвинялись в возникновении штормов. Дело в том, что обильные осадки вызывали в пещерных реках паводки, и вода выносила этих животных на поверхность. Никогда не видевшие таких существ люди принимали их за новорожденных драконов, которых обвиняли во всех смертных грехах и сжигали. Так продолжалось, пока один из священников не додумался показать «драконыша» своему знакомому биологу. Некоторые утверждают, что именно с этого момента началось активное изучение пещерных организмов.

 

«Одна из объясняющих это явление гипотез состоит в том, что из-за отсутствия зрения мозг получает меньше сенсорной информации, и у него высвобождаются колоссальные мощности, — объясняет Алексей. — Возможно, он отдыхает частями». А пещерные протеи являются феноменальными долгожителями (что не дает покоя человечеству). Продолжительность жизни коррелирует с массой тела, размером генома. Эти же организмы весят менее 100 граммов, а живут более 100 лет. Кроме того, они могут месяцами не есть. Ученые исследуют, где именно у них запасена энергия и как она расходуется.

 

Еще у пещерных животных логичным образом снижается агрессивность. В темных пространствах подземелий крайне редко можно встретить особь своего вида, и если ты ее нашел, а она еще и противоположного пола — зачем воевать? Это очень логичная поведенческая модель, которую ученые показали на экспериментах по парному ссаживанию.

 

Животные из предковых популяций, попавшие «в дыру» когда-то сверху и приспособившиеся к жизни в ее условиях, развиваются везде немного по-разному, и с большой долей вероятности в разных спелеологических районах будут разные виды. Только в алтайской пещере Кёк-Таш описано четыре новых вида животных.

 

Тем загадочнее представляется ситуация с пауками рода Uthina в США — там один и тот же вид распространен на половине континента, в разных пещерах, которые, насколько известно, никак друг с другом не соединены. Ученые ломают голову над вопросом: что заставляет всех этих пауков развиваться по одному и тому же пути?

 

Это может показаться неожиданным, но спелеонаука имеет и практические применения. Так, из пещерных микроорганизмов выделяют природные антибиотики. Дело в том, что некоторые бактерии живут в пещере очень долгое, геологическое время, сверху постоянно течет вода, и с ней привносятся различные микроорганизмы. Бактериям регулярно приходится защищаться от пришельцев, и они выработали для этого свои действенные способы, которые можно использовать и для лечения людей. Такой антимикробный агент выделили совсем рядом, в очень популярной у туристов красноярской пещере Большой Орешной.

 

Кроме того, в пещерах, особенно азиатских, зимуют и размножаются многие насекомые, которые переносят болезни. Проводятся исследования множества уровней — от инспекции этих «дыр», до разработки методов борьбы с вредителями.

 

 

Отдельный пласт спелеонауки представляют собой популярные в середине XХ века исследования реакции на длительное пребывание в подземелье человеческого организма. Результаты этих работ предполагалось использовать, в том числе и для космоса. Ведь пещеры и космос очень похожи: и там, и там человек оказывается в полной темноте, тишине и изоляции. Люди, именующие себя спелеонавтами, в одиночку, без часов погружались «в дыру» на месяцы и исследовали свой суточный ритм, а затем и то, как он влияет на организм (проверялся кальциевый обмен, зрение и т.д.). И хоть космические исследования сегодня в пещерах не ведутся, благодаря спелеонавтам удалось выяснить, что естественный биологический ритм человека составляет 24,5 или 48 часов. В больших городах результаты их исследований предлагалось использовать для «пещерной» терапии бессонницы, чтобы больной выспался и вошел в естественный ритм.

 

«В 1883 году произошло мощное извержение вулкана Кракатау (Индонезия). Сила взрыва превышала силу взрыва бомбы в Хиросиме в 10 000 раз, остров был практически уничтожен, сотни городов и поселений разрушились или получили повреждения. В атмосфере оказалось такое количество вулканического пепла, что несколько лет наблюдались интенсивные по окраске рассветы и закаты. По одной из версий, именно они вдохновили художника Эдварда Мунка на создание серии картин «Крик», — говорит Алексей Маслов. — Практически всё живое в районе взрыва погибло. По данным современников, первые насекомые, птицы, растения появились на соседних островах лишь спустя десятки лет. А жизнь в пещерах архипелага не останавливалась. Если будет апокалипсис, пещерные обитатели имеют шансы его пережить».

 

Несмотря на то, что спелеомир может веками поддерживать сам себя в неизменном состоянии, он очень хрупкий, если речь идет о воздействии извне. Когда та или иная пещера становится популярной у туристов, они наносят ей непоправимый урон — тревожат пребывающих в спячке мышей (которые могут после этого второй раз не проснуться, так как тратят слишком много энергии на пробуждение), оставляют килограммы мусора.

 

Сейчас Алексей Маслов, возглавляющий Экоклуб Новоси-бирского государственного университета, при поддержке магазина «Альпиндустрия» реализует акцию по очистке сильно загрязненной посетителями алтайской пещеры Тут-Куш.

 

«В пещерах всё восстанавливается крайне долго, иногда вообще не восстанавливается. Очень важно то, что мы можем убрать, оттуда вынести и больше никогда не заносить, — рассказывает ученый. — С пещерой Тут-Куш у меня свои счеты — в июне 2015 года в группе под моим руководством из-за большого количества плесени во входной части пещеры у одной из участниц похода развилась аллергическая реакция немедленного типа — отек Квинке. Всё закончилось благополучно только благодаря наличию необходимых медицинских препаратов, опыту и своевременной эвакуации сотрудниками МЧС. Так что в пещере не просто скопилось критическое количество мусора — это уже опасно для здоровья ее посетителей».

 

В ноябре 2016 волонтеры Экоклуба НГУ провели экологическую акцию по очистке Тут-Куша. Однако мусора там настолько много, что удалось собрать лишь малую его часть.

 

«В этом году будет сделано еще несколько таких акций. В них будут участвовать спелеологи клуба «Кедр» (Новосибирск) и молодежного отделения Русского географического общества Горно-Алтайского государственного университета. После это мы планируем организовывать новые мероприятия и участвовать в экологических начинаниях спелеологов других регионов. Надеюсь, что наша акция привлечет внимание к проблемам охраны и экологии пещер», — говорит Алексей Маслов.

 

Диана Хомякова

 

Фото предоставлены Алексеем Масловым

 

О жуках и людях — Это Кавказ

Сложные и глубокие (между прочим, самые глубокие в России) пещеры Кавказа и Крыма — лакомый кусочек для спелеологов и для биологов. Первые открывают новые пещеры и проникают в еще неизведанные части уже известных, вторые — изучают здесь фауну и ищут сохранившихся только в пещерных условиях представителей древних беспозвоночных животных, многие из которых жили еще при динозаврах.

— Пещеры есть во многих регионах, но самая богатая пещерная живность — так по ряду причин сложилось — на Кавказе и в Крыму. В эти регионы не дошел с Севера ледник (во время ледникового периода. — 

Ред.), поэтому не было обледенения, или оно было частичным за счет ледников гор, — рассказывает петербургский специалист по биоспелеологии, энтомолог, ведущий научный сотрудник лаборатории биологической защиты Всероссийского НИИ защиты растений Александр Коваль.

Ледниковый период прошел мимо

В пещерах, где круглогодично держится плюсовая температура воздуха, даже если на поверхности снег или лед, организмы прекрасно пережили все глобальные похолодания и другие катаклизмы, рассказывает Коваль.

Жужелица-дювалиус

— Например, недавно был описан жук-жужелица, найденный в пещерах Абхазии, — а именно в этой стране находятся самые глубокие пещеры мира. Это жуки очень древние. Они обитали в пещерах и различных подземных полостях сотни тысяч, а иногда и миллионы лет тому назад. Поэтому они — ровесники динозавров, — утверждает ученый.

У Александра Коваля широкие научные интересы, в том числе он проводит инвентаризацию пещерной фауны, а специализируется на исследовании жуков пещер Кавказа и Крыма.

— Пещеры таят в себе еще много нового и интересного. Их фауна напоминает чем-то глубоководную. Виды разные, но их эволюция шла в одном направлении — на удлинение конечностей, на редуцирование органов зрения, на депигментацию, — делится он наблюдениями.

Недавно ученый со своим коллегой по институту и лаборатории, ведущим научным сотрудником Игорем Белоусовым описали новый вид пещерного жука-жужелицы — циммеритес Максимовича. Насекомое назвали в честь известного геолога, ученого, основоположника карстоведения (наука изучает рельеф и нарушение целостности растворимых горных пород под воздействием вод. — Ред.) Георгия Алексеевича Максимовича, работавшего и жившего в Перми.

— Обычно жуков называют в честь того, кто их нашел, по месту находки или именем известного человека. Профессор Максимович — известный отечественный карстовед, в память о нем и назвали жука, — поясняет Коваль.

Особи этого древнего жука — он как раз обитал еще во времена динозавров — нашли в районе Сочи.

— На высоте примерно 400 метров, на склоне горы Ахун, есть пещера, там их я и обнаружил, — рассказывает ученый. — Многие представляют, что жуки из подземелий — большие. Нет, пещерные жуки обычно в несколько миллиметров, светло-коричневые или почти депигментированные, с длинными конечностями.

Божья коровка для будущих поколений

— Энтомология — это диагноз, как сказал один мой чешский коллега, — шутит Коваль, отвечая на вопрос, зачем он занимается изучением пещерных жуков. — Мы же фанатики. Нам в начале 1990-х периодически в институте не платили денег, а мы все равно работали.

Сейчас науке известно чуть больше миллиона видов насекомых, но это только малая часть существующих в мире, говорит ученый. По его мнению, энтомология имеет колоссальное прикладное значение.

Александр Коваль, биоспелеолог, энтомолог

«Допустим, находят новый вид божьей коровки. Сейчас это только новый вид, а потом, может быть, его смогут использовать для защиты растений, например для борьбы с тлями в теплицах. Мы не знаем, в чём то или иное насекомое окажется важным. Возможно, через сто лет гены какого-то насекомого потребуются в генной инженерии»

— Масса всех насекомых в мире намного больше, чем всех наземных позвоночных, включая человека. Это и почвообразователи, и вредители, и гнус, докучающий человеку и животным, и опылители растений, и многие другие группы. Очень много полезных насекомых — например, пчелы или тутовый шелкопряд, который продуцирует натуральный шелк. Насекомые всегда окружали человека и появились намного раньше него.

Одной из проблем науки ученый считает нехватку узких специалистов.

Ложноскорпион пещерный

— Часть материала приходится отправлять за границу, равно как и в Россию присылают насекомых и других представителей животного мира, чтобы определить их вид. Дело в том, что одной группой беспозвоночных животных, небольшим семейством или родом часто занимаются только один-два специалиста в мире, и только они хорошо знают эту группу.

Довольно часто, например, в пещерах находят ложноскорпионов, но серьезного специалиста по ним в России и бывшем СССР пока нет.

— В целом собрать материал на порядок проще, чем его разобрать и определить, — резюмирует ученый.

«А ведь еще и поймать надо!»

Александр Коваль увлекается спелеологией около 30 лет — сам спускается в пещеры для изучения подземной фауны и поиска новых видов. Но зачастую ученым помогают в сборе материала спортсмены-спелеологи. Так, в этом году в поисках фауны в пещерах Кавказа участвовали спортсмены из туристского клуба «Альтус» при расположенном в Томске Сибирском государственном медицинском университете.

— Для нас Кавказские пещеры — лакомый кусочек, потому что это приличная глубина и можно найти пещеры вплоть до самой высокой категории сложности — шестой, — рассказывает руководитель клуба «Альтус» Александр Дорошенко. — У нас же, в Сибири, небольшие глубины. Ящик Пандоры (пещера в Хакасии. — Ред.) — всего 180 метров. На Алтае — максимум 300 метров с небольшим. Ближайшие к нам пещеры — это первая-вторая, максимум третья категория сложности.

В этом году на Кавказе спортсмены опускались в пещеры в карстовом районе хребта Алек рядом с Сочи — на глубину 500 метров.

— Нашей целью были пещеры третьей-четвертой категории. Этот участок находится в заказнике, охраняемом государством, территорией заведует Сочинский национальный парк. Чтобы туда попасть, мало быть спортсменом: нужно выполнять научную работу, — говорит Дорошенко.

Поэтому спелеологи из Сибири заключили договор с нацпарком.

Александр Дорошенко, спелеолог

«Меня что в спелеологии привлекает — полная оторванность от мира. Ты без солнца долгое время, выходишь из пещеры через двое суток — ощущение, что рождаешься заново. И смотришь на все по-другому. Мы с альпинистами спорим постоянно: у них холодно и высоко, у нас — мокро и глубоко. Красоты разные»

— И мы собирали на разных глубинах пещерную фауну. Нам дали пробирки, мы собрали экспонаты, записали, где, на какой глубине что взято, потом все это сдали. В сумме с сочинскими ребятами из местной спелеосекции собрали более 70 образцов, — вспоминает спортсмен. — Всякое встречалось. Летучие мыши, причем они намного крупнее, чем наши сибирские. А из беспозвоночных — раки-бокоплавы. Тритончика сочинская группа подняла с глубины около 100 метров.

Поиск живности давался спортсменам нелегко.

— Глаз не заточен под это дело: мы ищем как правильнее «навеску» сделать, препятствие лучше пройти. А вот сочинские ребята, которые, правда, ходили «единичку» и «двойку» (первая и вторая категории сложности. — Ред.), находили животных в тех местах, куда я даже не смотрел, — признается Дорошенко. — Потом и мы потихоньку начали присматриваться, находить. А ведь еще и поймать надо!

Одна из самых ярких «находок» произошла в пещере Назаровской, вспоминает Александр, — росток дерева на глубине около 250−270 метров, в полной темноте.

— Его замыло внутрь весной, и он там растет. Смотрится потрясающе. Совершенно мертвые стены и скалы, а тут бах — и росток.

Холодно, как в холодильнике

— В пещерах третьей и выше категорий появляется вода: подземные реки, идешь по колено, по пояс в воде, соответственно, к этому нужно быть готовым. Во время дождя вода стремительно поднимается, подобную опасность тоже нужно учитывать, — рассказывает Дорошенко. — Для пещер такой категории сложности необходимо организовывать подземный базовый лагерь со всеми прелестями: его надо дотащить туда. И развернуть в более-менее приличном месте, а места там не особо много. Мы от базового лагеря на глубине 300−320 метров ходили на дно — еще это минус 500 метров.

Одну историю, связанную с базовым лагерем, Александр запомнит навсегда. В пещеру спелеологи спускались двумя группами. Первая, в которой шел Александр, выполняла маршрут четвертой категории сложности и спускалась на дно. Вторая, состоявшая в основном из девушек, — третьей категории, только до базового лагеря.

Группы договорились встретиться и разойтись в базовом лагере: вторая группа должна была спуститься к лагерю с поверхности, когда опытные спортсмены уже поднимутся туда со дна, отдохнут и будут готовы возвращаться наверх.

Однако вторая группа неожиданно спустилась на несколько часов раньше.

Кузнечик пещерный

— Мы только базовый лагерь нагрели — а там тепло уходит моментально… Надо поспать перед выходом наверх, иначе невозможно. И они тоже уставшие, а деваться им некуда. Мы попросили хотя бы час-полтора сна. Поспали, вылезаю из палатки — и наблюдаю картину: стоят три девочки, обнявшись, и греют друг друга. Оказалось, они дали нам поспать целых 2,5 драгоценных часа. Меня этот момент страшно поразил, — говорит Дорошенко. — Там реально холодно, плюс 5−7 градусов. Это как в холодильнике. Учитывая, что вокруг камень, не присядешь, не прислонишься. И как только перестаешь двигаться — тут же происходит теплоотдача, становится холодно до серьезного озноба…

Быть спелеологом вообще физически непросто. И тут есть лишний повод оценить преимущества Кавказа.

— На прохождение пещеры Осенняя, например, у нас ушло практически 30 часов чистого времени. Плюс пища и сон. Всего мы там двое суток находились, около 50 часов. Зато потом, через несколько дней, отмокали в море и вялились на солнышке. Вот в чем еще прелесть кавказских пещер — рядышком море.

Фотографии предоставлены Александром Дорошенко и Александром Ковалем

Сергей Леваненков

В самой глубокой пещере планеты обнаружено загадочное безглазое насекомое

24.02.2012 в 15:59 Наука 9073

Поделиться

В темной пропасти самой глубокой в мире пещеры скрывался новый вид простейшего безглазого насекомого, которое исследователи назвали самым глубинным животным из всех когда-либо обнаруженных на земле.

В глубинах абхазской пещеры Крубера-Воронья. Фото: Денис Провалов/s3.alt1040.com

Существо, теперь известное как Plutomurus ortobalaganensis, является одним из четырех новых видов бескрылых насекомых, принадлежащих отряду ногохвосток, которые обычно обитают в полной темноте в пещерах, где питаются грибками и разлагают на составные части органический материал.

Насекомые были собраны командой исследователей под названием CaveX во время экспедиции в самую глубокую пещеру мира летом 2010 года, рассказывает globalscience.ru. Пещера Крубера-Воронья, расположена в Абхазии, в отдаленной области около Черного Моря в горах Западного Кавказа и достигает глубины 2191 метра от земной поверхности.

Universidad de Navarra

До недавнего времени самыми «глубокоземными» существами считались скорпион и насекомое известное как тарпон, которое было обнаружено на глубине около 920 метров ниже поверхности земли в одной из пещер Мексики. P. ortobalaganensis был найден на глубине около 1,980 метров от земной поверхности и пойман с помощью сыра, который был использован исследователями в качестве приманки.

Rafael Jordana and Enrique Baquero, Terrestrial Arthropod Reviews

«У насекомого P. ortobalaganensis нет глаз, но есть небольшие усики в виде антенн, которые помогают ему ориентироваться в темном пространстве» – сообщил исследователь Энрике Бакеро (Enrique Baquero), классификатор из Университета Наварры в Испании. Такие внешние признаки характерны для троглобионтов или пещерных обитателей. «Тем не менее, от троглобионтов существо отличает наличие пигмента, обычно отсутствующее у первых». (Тело насекомого покрыто пятнами темно-серого цвета).

Исследователь Бакеро предположил, что P. ortobalaganensis только недавно стало обитать на таких глубинах. Это можно объяснить присутствием некоторых адаптивных признаков насекомого, которые не соответствуют экстремальным условиям мест его обитания. Например, организм еще не утратил способность вырабатывать пигмент, что происходит у многих пещерных животных. Цвет насекомого обычно защищает от солнца, привлекает внимание самок в брачный период и помогает скрываться от хищников на поверхности земли, но совершенно бесполезен в полностью темных пещерах, говорят исследователи.

Подписаться

Авторы:

• Алексей Дмитриев

Что еще почитать

Что почитать:Ещё материалы

В регионах

• Путин объявил частичную мобилизацию в России: кого коснётся

  35111

  Рязань

  Анастасия Батищева

• В Магнитогорском драмтеатре рассказали о режиссере Сергее Пускепалисе, погибшем в ДТП

  11462

  Челябинск

  Альбина Хохлова

• Костромские проблемы: в наших лесах исчезли грибы

  8831

  Кострома

• «Надо настраиваться»: стилист в Улан-Удэ предсказала возвращение моды нулевых годов

  Фото 6813

  Улан-Удэ

  Сэсэг Жигжитова

• Частичная мобилизация: кого призовут в Приморье (обновляется)

  5318

  Владивосток

  Александр Серенький

• В Петрозаводске идти в военкомат по мобилизационным предписаниям не надо

  5090

  Карелия

  Максим Берштейн

В регионах:Ещё материалы

Палеонтологи разглядели цвета мезозойских насекомых из янтаря

Палеонтология Зоология

19:47 03 Июль 2020

Сложность 3. 6

Chenyang Cai et al. / Proceedings of the Royal Society B, 2020

Китайские палеонтологи выяснили, что структурный цвет насекомых из мезозоя можно увидеть и сейчас, сообщается в Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences. На примере хорошо сохранившихся в бирманском янтаре ос, мух и жуков они показали, что наноструктуры на поверхности их тел, обеспечивающие характерный отблеск, сохраняются миллионы лет. Максимум спектра отражения у них лежит в районе 514 нанометров, и это означает, что насекомые из янтаря были сине-зелеными. Вероятно, такая окраска служила им камуфляжем.

В живой природе три основных источника цветов: пигменты (красящие вещества вроде пурпура), биолюминесценция (часто обеспечивается работой особых белков-ферментов) и наноструктуры (от разных по свойствам поверхностей свет отражается неодинаково). Из них наиболее стойкие — последние. В их случае окраска организма определяется не химией, а физикой материалов. Структурные цвета чаще всего еще и ярче остальных: именно их мы видим на «хвостах» павлинов, крыльях бабочек, надкрыльях бронзовок, коже хамелеонов и многом другом.

Окраска играет важную роль в жизни организмов: она позволяет отличить чужих от своих, передать какой-либо сигнал, прикинуться представителем другого вида или пола, слиться с окружающими предметами, и многое другое. Поэтому знание о том, какого цвета было вымершее животное, способствует пониманию его поведения и экологии. Восстановить окраску организма, если не сохранились его покровы тела, почти невозможно, поэтому более-менее точно она известна лишь для мумий млекопитающих (например, пещерных львят) и тех, кто сохранился в янтаре.

Много янтаря добывают в Мьянме (хотя не весь он получен абсолютно законным путем и в мирных целях, нельзя не признать, что он служит богатейшим источником палеонтологического материала). Оттуда происходят и насекомые, чьи структурные цвета анализировали китайские палеонтологи во главе с Диином Хуаном (Diying Huang) из Нанкинского института геологии и палеонтологии Китайской академии наук. Они использовали 35 беспозвоночных из бирманского янтаря, которому около 99 миллионов лет (сеноманский ярус, верхний мел).

Фрагменты янтаря с насекомыми (осами, мухами и жуками) в них отшлифовали так, чтобы подобраться к телам животных как можно ближе, но при этом не повредить их. Поверхности тела этих насекомых сфотографировали обычным зеркальным фотоаппаратом. Однако двум осам специально срезали часть кутикулы (покровов тела), чтобы исследовать структуру ее поверхности. Срезы кутикулы толщиной 70 нанометров изучили при помощи трансмиссионной электронной, а также сканирующей электронной микроскопии.

Осы, мухи и жуки из бирманского янтаря

Chenyang Cai et al. / Proceedings of the Royal Society B, 2020

Поделиться

Почти у каждого насекомого из янтаря обнаружили яркие покровы всего тела или хотя бы отдельных его частей. Цвета обеспечивались не пигментами, а структурой кутикулы. Ряд ос сохранил сине-зеленую металлическую окраску, которая присутствует и у их современных родственниц.

Кривая теоретического спектра отражения слоев наноотражателей на кутикуле ископаемой осы

Chenyang Cai et al. / Proceedings of the Royal Society B, 2020

Поделиться

На поверхности кутикулы насекомых (эпикутикула) нашли множество слоев отражателей наноразмеров. Судя по всему, их структура осталась такой же, как при жизни их обладателей, поскольку обычно кутикула не пропитывается смолой, из которой получается янтарь. Для этих наноотражателей построили теоретический спектр отражения света и получили, что его максимум лежит в районе 514 нанометров при условии, что свет падает на кутикулу точно сверху, не под углом (θ = 0°). Это соответствует сине-зеленому цвету, который заметен у образцов из янтаря и сейчас. Авторы предполагают, что такая окраска помогала маскировке.

Цвет покровов ископаемых животных с течением времени может измениться, но в случае насекомых из бирманского янтаря, которых исследовали в статье, он, по всей видимости, сохранился таким же или почти таким же, как и был 99 миллионов лет назад. Во всяком случае, заметных повреждений наноотражателей на эпикутикуле ос найти не удалось. Однако серебристо-металлический отлив мог быть обусловлен пузырьками воздуха, которые скопились на поверхности тела насекомого при его погружении в янтарь — то есть вероятно, что у некоторых живых особей его не было.

Недавно мы писали о свойствах одной структуры других членистоногих — коготков пауков. Оказалось, что по износостойкости они сравнимы с перламутром благодаря тому, что ионы кальция и марганца в них сшивают белки кутикулы.

Светлана Ястребова

У пещерных насекомых самцы и самки поменялись ролями • Александр Марков • Новости науки на «Элементах» • Энтомология, Эволюция

В бразильских пещерах обнаружено четыре вида насекомых из отряда сеноедов с уникальным строением половых органов. У самок всех четырех видов, объединяемых в род Neotrogla, имеется большой копулятивный орган — «гиносома», — который они используют при спаривании в качестве пениса. Сидя на самце сверху, самка вводит гиносому в углубление на конце его брюшка, напоминающее вагину. Копуляция продолжается необычайно долго (в среднем 52 часа), причем самка прочно удерживает самца при помощи шипов на гиносоме. По-видимому, самка в ходе спаривания получает от самца питательные вещества, необходимые ей для успешного размножения в сухих пещерах, где единственная пища для сеноедов — помет и трупы летучих мышей. Частичная инверсия половых ролей, связанная с высоким мужским вкладом в потомство, характерна для ряда животных, но ни у кого из них дело не зашло так далеко, как у бразильских пещерных сеноедов.

Как правило, самцы вкладывают в каждого потомка гораздо меньше ресурсов, чем самки. На этом основано различие половых стратегий: самцам выгодно максимизировать количество половых партнеров, тогда как самки больше заинтересованы в их качестве. Поэтому самцы под действием отбора становятся «соблазняющим» и «конкурирующим» полом, а самки — «выбирающим».

Ситуация в корне меняется у тех видов, у которых по тем или иным причинам увеличивается мужской вклад в потомство. Например, если самец полностью берет на себя заботу о потомстве, половые роли могут поменяться, и тогда самцы становятся привередливыми недотрогами, а самки — расфуфыренными ловеласками (подробнее см. в новости Самцы предпочитают беременеть от привлекательных самок, «Элементы», 19.03.2010). Обычай дарить самкам свадебные подарки (см. Nuptial gift) иногда приводит к аналогичным результатам, особенно в голодные времена, когда без мужских подарков у самки мало шансов выжить и произвести потомство (см.: Самцы и самки меняются ролями при смене погоды, «Элементы», 27.12.2012).

Но есть вещи, которые остаются незыблемыми даже при радикальной смене половых ролей. По крайней мере, так считалось до сих пор. У животных с внутренним оплодотворением пенис полагается иметь самцам, а вагина — прерогатива самок. Это правило, казалось бы, никакие причуды полового отбора не могут отменить (пенис самок пятнистых гиен — все-таки в основном показуха, при спаривании он не используется как пенис).

Но природа в очередной раз доказала, что правил без исключений в биологии не бывает. В 2010 году в Бразилии был обнаружен новый род насекомых из отряда сеноедов с очень странными гениталиями. Все четыре вида рода Neotrogla обитают в сухих пещерах, где им абсолютно нечего есть, кроме помета летучих мышей (разве что изредка можно полакомиться еще и мертвой летучей мышью). У самок Neotrogla имеется крупный, сложно устроенный орган, напоминающий пенис, — «гиносома» (рис. 1, F). На конце гиносомы расположено отверстие канала сперматеки (полости, служащей для хранения полученной спермы). У самцов же не удалось обнаружить внятного копулятивного органа. Что всё это значит?

Ученые из Бразилии, Японии и Швейцарии детально изучили половое поведение и гениталии четырех видов Neotrogla и опубликовали свои сенсационные результаты в журнале Current Biology. Оказалось, что во время спаривания самка вводит гиносому в специальное углубление, расположенное на заднем конце тела самца. При этом самка сидит на самце сверху, но это не уникальная особенность рода Neotrogla — в такой же позе занимаются сексом и некоторые другие сеноеды, имеющие нормальные гениталии. Внутри мужской «вагины» гиносома раздувается, и расположенные на ней шипы входят в соответствующие карманы (рис. 2). У каждого из четырех видов шипы на гиносоме и карманы вагины располагаются по-своему.

Аналогичные адаптации — шипы на пенисе и подходящие к ним карманы вагины — часто встречаются у нормальных насекомых. Шипы могут служить для стимуляции партнерши, для ее насильственного удержания, а также для удаления чужой спермы. Карманы вагины, соответствующие шипам, развиваются у самок, вероятнее всего, для уменьшения травматизма при спаривании.

Неизвестно, помогают ли шипы самкам Neotrogla стимулировать партнера, но они точно помогают им крепко-накрепко его удерживать. Когда ученые попытались разделить спаривающихся насекомых, у самца оторвалось брюшко, но гиносома так и осталась в нем. Более того, оказалось, что спаривание у Neotrogla продолжается невероятно долго: от 41 до 73 часов, в среднем — 52,5 (авторы наблюдали 12 спариваний). У родственных видов сеноедов с нормальными гениталиями спаривание длится гораздо меньше: 40 минут у Prionoglaris stygia, два часа у Trogium pulsatorium, не более четырех часов у Lepinotus.

Скорее всего, эти необычные адаптации развились у пещерных сеноедов в связи с крайним дефицитом пищи в их родных пещерах. Самке явно нужны от самца не только сперматозоиды, но и какие-то ценные питательные вещества, без которых ей было бы трудно произвести потомство. Это подтверждается, в частности, тем, что самки Neotrogla практикуют полиандрию, то есть спариваются со многими самцами. В сперматеке одной самки может находиться до 11 сперматофоров, что доказывает полиандрию. Очевидно, самке не нужно столько спермы для оплодотворения яиц. Значит, речь идет о питательных веществах. Более того, авторы обнаружили, что молодые самки начинают спариваться, получать сперматофоры и как-то использовать их содержимое (в сперматеке тогда остаются пустые оболочки сперматофоров) задолго до того, как приступают к откладке яиц.

Однако нужно помнить, что у других насекомых, у которых самки получают от самцов питательные «подарки» вместе со спермой, гениталии все-таки сохраняют обычное строение. Будем надеяться, что дальнейшие исследования дадут ответ на вопрос, почему у пещерных сеноедов Neotrogla инверсия половых ролей зашла дальше, чем у любых других животных.

Источник: Kazunori Yoshizawa, Rodrigo L. Ferreira, Yoshitaka Kamimura and Charles Lienhard. Female Penis, Male Vagina, and Their Correlated Evolution in a Cave Insect // Current Biology. In press, available online 17 April 2014.

См. также про инверсию половых ролей:
1) Самцы и самки меняются ролями при смене погоды, «Элементы», 27. 12.2012.
2) Самцы предпочитают беременеть от привлекательных самок, «Элементы», 19.03.2010.
3) Отцовская забота о потомстве унаследована страусами от динозавров, «Элементы», 23.12.2008.

Александр Марков

Насекомые, пауки, многоножки, многоножки — Национальный парк Мамонтова пещера (Служба национальных парков США)

На этой странице навигации   Парк является домом для огромного разнообразия насекомых, пауков, сороконожек и многоножек, а также других беспозвоночных. Некоторые обитают в парке круглый год, а другие мигрируют или впадают в спячку в холодное время года. Однако в пещере, где очень мало изменений, связанных со сменой времен года, и нет разницы между днем ​​и ночью, здесь насекомые специально приспособлены к этой среде.   Обыкновенный пещерный сверчок (Hadenoecus subterraneus) NPS Фото В пещере Виды насекомых и пауков составляют большую часть множества диких животных, обитающих в Мамонтовой пещере и десятках отдельных пещер в парке. Некоторые из этих видов предпочитают районы, близкие к входам в пещеры, откуда они могут легко выйти за кормом, а другие проводят весь свой жизненный цикл глубоко под землей, вне досягаемости солнечного света. Хотя эти пещерные твари могут иногда пугать посетителей, в отличие от поверхности, ни одно из этих животных не является ядовитым или вредным. Узнайте больше о том, как эти виды насекомых и пауков взаимодействуют и вносят свой вклад в экосистемы пещер. Пещерный сверчок обыкновенный Hadenoecus subterraneus Пещерные сверчки часто встречаются в «сумеречной зоне» у входа в пещеру, но могут встречаться и на большей глубине. Они используют свои длинные усики, чтобы чувствовать, что находится вокруг них, как с точки зрения поверхности скал, так и с точки зрения воздушного потока, который можно использовать для указания направления входа. Эти насекомые являются троглофилами, а это означает, что, хотя они предпочитают пещерную среду, они также могут выживать на поверхности. В пещере обитают еще два вида пещерных сверчков: Ceuthophilus stygius и Ceuthophilus latens. Как правило, это обитатели поверхности, которые уходят в пещеру для защиты в более холодных и сухих условиях.   Паук-рыболов (Dolomedes Spp.) NPS Photo/ Thomas DiGiovannangelo Удивительный пещерный жук Pseudanophthalmus inexpectatus другие пещеры в пределах границ парка. Удивительный пещерный жук — один из многих видов пещерных жуков. Необходимы постоянные усилия по сохранению и исследования, чтобы узнать больше о поведении этого редкого насекомого. Паук-рыболов Dolomedes Spp. Некоторые виды пауков обитают в Мамонтовой пещере, некоторые из них предпочитают места рядом с входами в пещеры, например, паук-рыбак, длина ноги которого может достигать 3 дюймов. Эти быстрые паукообразные, также называемые пауками-доками или плотовыми пауками, обычно охотятся на водных насекомых и даже на мелкую рыбу. Вместо того, чтобы плести паутину, пауки-рыболовы будут использовать рябь на поверхности воды, чтобы предупредить их о возможной добыче и нападении.   Черноногий клещ (Ixodes scapularis) CDC Photo/ © Jim Gathany На поверхности В лесных экосистемах парка обитают тысячи видов насекомых, пауков, сороконожек и многоножек. В штате Кентукки обитает более десяти тысяч видов, подавляющее большинство из которых можно найти в парке. Это большое разнообразие существ играет важную роль во всех экосистемах, как добыча, так и хищник, важные падальщики и разлагатели, а также важные опылители. Хотя многие виды насекомых, пауков, сороконожек и многоножек являются ключевыми частями пищевой сети, существуют также инвазивные виды, которые могут быть вредными для экосистем, и виды, которые могут быть вредными для людей. Клещи Клещи представляют собой форму паразитических паукообразных, которые питаются кровью млекопитающих и птиц, но также известно, что они выбирают в качестве хозяев рептилий и земноводных. Некоторые клещи могут переносить бактерии и вирусы, вызывающие заболевания у людей и животных. Сокращение контакта с клещами и своевременное удаление клещей может защитить вас и вашу семью от болезней, передающихся клещами. Есть несколько видов клещей, которых можно найти в Кентукки и в парке. Подтвержденные виды клещей обнаружены в Кентукки Американский собачий клещ Dermacentor variabilis Черноногий клещ Ixodes scapularis Коричневый собачий клещ Rhipicephalus sanguineus Одинокий клещ Amblyomma americanum Присутствие вида в Кентукки все еще расследуется Азиатский длиннорогий клещ Haemaphysalis longicornis Клещ побережья Мексиканского залива Amblyomma maculatum Зимний клещ Dermacentor albopictus Дополнительную информацию о клещах и болезнях в Кентукки можно найти в Интернете на факультете энтомологии Университета Кентукки.   Черно-золотая плоская многоножка (Apheloria virginiensis) NPS Photo/ CATO/ © Kent Walters Черно-золотая плоская многоножка Apheloria virginiensis Эти многоножки могут достигать 2 дюймов в длину и иметь желтые и оранжевые отметины апосематизма. Как и большинство апосематических животных, при угрозе плоская многоножка выделяет вредное химическое вещество. Этот цианистый химикат в первую очередь вреден для других животных, но может вызвать раздражение глаз при случайном втирании в глаза. Черно-золотая плоская многоножка также может служить хозяином для паразитического грибка Arthrophaga myriapodina , который может вызвать у хозяина аномальное поведение, например взбираться на большую высоту перед смертью. Лазание перед смертью, вызванное грибком у его хозяев, позволяет грибу распространять свои принудительно выпущенные споры с высокой точки зрения, увеличивая скорость размножения гриба.     Участники проекта «Стрекоза Меркурий» в Мамонтовой пещере используют сачок для сбора листьев и беспозвоночных с мелководья пруда. NPS Photo Citizen Science Стрекозы — это не только красивые и захватывающие создания, летающие над поверхностью пруда, они также важны для научных исследований, проводимых в парке. В течение нескольких лет программа экологического образования в парке была частью исследовательского проекта гражданской науки совместно с Университетом штата Мэн. Личинки стрекоз из прудов можно извлечь и использовать для определения количества ртути в воде пруда. Это измерение говорит нам о состоянии пруда, в котором находятся личинки, и о состоянии окружающей среды. Узнайте больше о проекте Dragonfly Mercury и о том, как вы можете принять участие в других подразделениях национального парка.   Список парковых видов Исследуйте сортируемую базу данных видов, обитающих в парке. NPSpecies

Последнее обновление: 25 июня 2022 г.

Жизнь в пещере — многоножки и насекомые

В этой группе много пещерных видов, включая некоторых троглобитов .

ногохвостки
ногохвостки (в группе Collembola ) представляют собой древнюю группу членистоногих, подобные формы были обнаружены в виде окаменелостей, которым около 400 миллионов лет. Это бескрылые наземные насекомые, которым требуется высокая влажность. Многие виды были найдены в валлийских пещерах. Их называют ногохвостами из-за их способности прыгать с помощью курка или «пружины». Почвенные и подземные виды, по-видимому, развили меньшую пружину, более короткие ноги и усики, уменьшение глаз и потерю пигмента. Питаются грибковым мицелием, бактериями, разлагающимися растительным и животным материалом.

Два вида ногохвостов на поверхности лужицы в Огоф Ффиннон Дду 1. Меньший ( Arrhopalites sp. ) имеет длину 1 мм и легко прыгает.

Коллембол легче всего найти на поверхности водоемов, некоторые из них настолько малы (1 мм), что сначала будут похожи на крупинки белой пыли, но если вы понаблюдаете за ними хотя бы минуту, они могут подпрыгнуть на пару дюймов – достаточно, чтобы убедить вас, что он на самом деле жив. Они настолько легкие и маленькие, что могут передвигаться по поверхностной пленке воды. Лучшие места для осмотра — это неподвижные лужи и влажные грязевые отмели. Не все ногохвостки готовы прыгать, некоторые ходят по поверхности, как будто пасутся.

Tomocera minor (относительно крупный 4,5 мм) часто встречается на илистых отмелях и питается грибами. Он живет в почве, но в холодную погоду спускается вниз.
Фолсомия вид . находятся возле входа или там, где поверхность находится не намного выше. Они могут прыгать на небольшое расстояние (около 1 см). Folsomia candida встречается по всему миру и может выживать под водой при низком уровне кислорода.
Глубже под землей слепая, белая, палочковидная, медлительная Oligaphorura (=Onychiurus) schoetti (1,7 мм) можно увидеть на поверхности бассейна с более активным Isotoma sp .. Oligaphorura s choetti , где все записи являются настоящими троглофилами. это довольно распространено.
Меньший розовый, шаровидный, прыгающий Arrhopalites pygmaes часто встречается на поверхности бассейна, но не с O. schoetti . Почти все британские записи сделаны в пещерах.
Серо-коричневый Pariosotoma notabilis (1,4 мм) находится глубже под землей.
Schaefferia emucronata часто встречается в пещерах Великобритании (хотя таксономия рода и группы до сих пор неясна).

DIPLURA
Diplurans («два хвоста») — примитивные безглазые насекомые с сегментированными усиками, которые обычно живут под землей в почве и опавших листьях. Они напоминают белых уховерток и питаются добычей и мертвыми органическими веществами, включая ногохвосток и грибы. Они необычны тем, что способны регенерировать утраченные части тела. У некоторых видов хвосты (церки) используются в качестве клешней, у того, что на фотографии, хвост очень маленький, длинные усики и капля воды на спине.

Diplura на мокром известняке. Их также можно увидеть на поверхности бассейнов в проходе высокого уровня Огофа Клогвина (если вы доберетесь туда первым!).

 

DIPTERA (ДВУХКРЫЛАТЫЕ МУХИ )
Diptera — отряд, их задние крылья преобразованы в пару балансирующих органов, называемых жужжальцами. Многие экземпляры двукрылых обитают в пещерах, но большинство из них — посетители. Мухи часто встречаются в одном и том же месте из года в год, а семьи, представленные в пещерах, описаны ниже.
Существуют две основные группы или подотряды: Nematocera и Brachycera.

 

ПОДОТряд NEMATOCERA «нитевидные рожки» узнаются по их удлиненным телам и перистым усикам, представленным комарами, комарами, мошками и журавлями. Многие из них роятся.
Семейство MYCETOPHILIDAE или Грибные комарики (их личинки питаются грибами). Это очень нежные насекомые с длинными тонкими усиками и длинными ногами, особенно задними. Грибные комарики (Mycetophilidae), такие как Speolepta leptogaster , многочисленны в пещерах, некоторые считают их троглобитами, поскольку личинки не были обнаружены за пределами пещероподобных местообитаний. Взрослая особь выглядит как оливково-коричневый миниатюрный журавль с длинными ногами. Полупрозрачная личинка с желтой или коричневой головой (14 мм) живет в паутине из тонких нитей (немного похожа на листовую паутину) и, вероятно, питается бактериями и грибами. Спутанная масса нитей предназначена для того, чтобы насекомое не касалось стен, не намокало и не становилось жертвой грибка, хотя это может быть ловушка для грибка и другого органического материала, когда личинки поедают паутину и все, что в ней находится. Скорее всего, вы увидите тонкие нити паутины на крыше или стене, иногда с личинками, движущимися по паутине. Взрослую особь редко можно увидеть, так как она совершает короткие перелеты с точки на точку, но это можно объяснить тем, что она живет недолго. Их можно увидеть на крыше Великой пещеры подстилки в Порт-ир-Огоф, месте обитания, которое время от времени полностью затопляется.
Семейство SCIARIDAE Сциаровые мухи (темнокрылые грибные комарики) например. Bradysia sp. имеют черное тело и дымчатые крылья (самцы), взрослые особи встречаются гораздо чаще, чем личинки (в отличие от Speolepta). Об этих мухах мало что известно. Взрослые особи (3 мм) имеют большие глаза и немного напоминают комара с относительно длинными ногами и крыльями, усиками-бусинками и слабо летают. Черноголовая 12-сегментная белая полупрозрачная личинка (6 мм) плетет нити для кокона и может плести простую паутину. Личинки питаются грибами, а взрослые особи питаются разлагающимися растительными и животными веществами. Останки взрослых особей часто покрыты грибами.
В Уэльсе Sciara sp . и Bradysia sp . были найдены в Туннельной (Соборной) пещере.
Семейство TRICOCERIDAE Журавлиные мухи. Зимний комар или журавль Trichocera maculipennis (8 мм) можно найти довольно глубоко под землей в больших пещерных системах, таких как Аген Олведд и Огоф Ффиннон Дду, вместе с его желтоватыми личинками. Взрослые особи широко распространены, но редко встречаются, личинок привлекают приманки, такие как гниющее мясо. Это похоже на очень маленькую, нежную журавлиную муху.
Прочее Летом порог посещают журавли ; они не питаются как взрослые. Журавль Limonia nubeculosa часто встречается у порогов пещер в качестве летнего гостя – в отличие от многих мух-журавлей, он отдыхает, прикрывая брюшко пятнистыми коричневыми крыльями. На улице встречается круглый год.

Семейство мошек SIMULLIDAE
Личинки мошек ( Simulium sp .) смываются поверхностными водами. Их можно увидеть привязанными к скалам в быстрых ручьях, пытающихся поймать обломки, когда они проплывают мимо.
Взрослые мошки находятся среди мух Великого постельного белья в Порт-и-Огофе.

Семейство CHIRONOMIDAE включает некусающих мошек например. Хиромомид Личинки кровяного червя.
Большинство мух Великого Напластования в Порт-и-Огофе являются видами мух-хирономид.

Семейство CULICIDAE напр. Обыкновенный комар Culex pipiens . Те, что в пещерах, в основном осемененные самки, зимующие в порогах. Они покидают пещеру весной, чтобы поесть кровью, обычно от птицы (не от человека). В году бывает несколько поколений.

ПОДПОРЯДОК BRACHYCERA имеют более округлые пропорции тела и гораздо более короткие усики.
Семейство HELEOMYZIDAE
Одна из болотных мух Heleomyza captiosa – частый гость на пороге – они прилетают осенью и остаются до голодной смерти или грибкового поражения. Может быть, зимой они оседают где-нибудь в сухом, темном месте, а летом их ловят, когда поток воздуха меняется на противоположный, что приводит к соответствующему повышению влажности и конденсации. В некоторых пещерах они присутствуют круглый год, поэтому непонятно, зачем они посещают пещеры. Эта сырость идеальна для нападения грибков на них. Маленькие взрослые особи встречаются в пещере круглый год, часто в затененных местах рядом с гниющим веществом, но причина этого не ясна. Вероятно, что многие из записей H. serrata на самом деле H. captiosa , они идентичны невооруженным глазом. Личинки питаются овечьим пометом, поэтому их иногда называют навозными мухами (настоящие навозные мухи относятся к семейству Scathophagidae). Взрослые мухи Heleomyzidae являются хищниками других мух. Гелеомизиды были зарегистрированы во многих пещерах региона. Scoliocentra sp., другой Heleomyzid, также встречается в пороге.

Болотная муха Heleomyza serrata/captiosa, Огоф Тардиадд Римни

СЕМЕЙСТВО PHORIDAE Скаттлы или гробовые мухи Они бегают и не хотят летать. Они получили свое название из-за беглого поведения и кажущегося нежелания летать, а также из-за тесной связи с трупами.

ЗАКАЗ LEPIDOPTERATA (БАБОЧКИ И БАБАЧКИ)
Тканевая моль ( Trichosa dubitata ) и Вестниковая моль ( Scoliopteryx libatrix ) часто встречаются у входов в пещеры, таких как Eglwys Faen. Оба зимуют в пещере (в это время они перемещаются по пещере). Тканевая моль селится ближе к входу и ниже по стене, чем моль Вестник. Гусеница питается крушиной и терновником.
Бабочка-вестник живет под землей до 10 месяцев, ее часто можно найти в темной зоне во влажном состоянии. Маловероятно, что все 10 месяцев — это спячка, часть этого времени может быть использована для развития яичников. Он держит голову направленной в сторону от света. Гусеница питается ивой и тополем.

Вестник мотылька в Эглвис Фаэн.

ОТРЯДЫ EPHEMEROPTERA (подёнка), PLECOPTERA (веснянка), TRICHOPTERA (ручейник)
Эти отряды обычно имеют две пары крыльев, хотя задняя пара иногда сильно уменьшена в размере или отсутствует, как у некоторых подёнок. Подёнки, веснянки и ручейники имеют нимфы, которые живут в ручьях, некоторые из них имеют несколько поколений в год, в то время как у некоторых более крупных видов нимфы живут в ручьях и реках в течение нескольких лет, прежде чем стать взрослой мухой. Взрослые могут жить всего несколько дней. Их нимфы смываются в пещеры с поверхности, и в ручьях пещер можно встретить самые разные виды, иногда на значительном пути под землей.

MAYFLY напр. Baetis и Ecdyonorus распространены в аллогенных пещерных ручьях. Взрослые подёнки в состоянии покоя держат крылья вертикально и имеют два или три хвоста. У нимф три хвоста.

STONEFLY Dinocras cephalotes является наиболее часто встречающимся, другие Nemouras cambrica и Leuctra sp. Взрослые особи держат крылья плоскими вдоль спины или, как у представителей семейства Leutricidae (игольчатые мухи), закручены вокруг брюшка. У личинки два длинных хвоста, взрослые особи похожи на крылатую личинку, хотя некоторые виды лишены хвостов.

РУЧЕЙНИКИ Plectrocnemia conspersa и Личинки P. geniculata плетут сети в ручье, чтобы поймать добычу. Они могут сделать несколько различных типов сетей в зависимости от состояния воды. Изменчивое поведение при вращении сетей позволяет популяции ручейников использовать широкий спектр добычи и микросреды обитания. Если поток вымывает достаточный запас пищи, эти нимфы и личинки могут продолжать выживать под землей, но как только они превращаются в крылатых взрослых особей, они умирают, поскольку взрослые стадии часто полагаются на растения для питания. Взрослый Philopotamus montanus, осока желтая пятнистая, нередко встречаются в пещерах.
Взрослые особи крупного желтовато-коричневого ручейника S tenophylax permistus используют порог пещеры в качестве стадии отдыха в течение части лета (диапауза).

 

COLEOPTERA (ЖУКИ)
Несколько видов жуков являются пещеристыми. В преддверии пещер потенциально можно найти множество видов, но те, которые, скорее всего, будут найдены глубже под землей, являются членами семейств жужелиц (Carabidae) и стафилинид (Staphylinidae) (насчитывается более 9 видов).В Великобритании зарегистрировано 80 видов стафилин). Представители рода Choleva встречаются в пороге, питаясь детритом и грибами. Летом они образуют глинистую ячейку и вновь появляются осенью (летняя диапауза).
У маленького оранжевого жука под названием Trechoblemus micros есть слепые личинки, и он был обнаружен в Otter Hole и Ogof Ffynnon Ddu. У взрослой особи есть глаза, и, похоже, она не приспособлена для жизни в темноте, хотя ее можно найти только в пещерах. Это хищник, относительно часто встречающийся в британских пещерах.
Ряд видов жуков-бродяг обитает в Уэльсе: Quedius mesomelius и Lesteva pubescens оба были обнаружены в Порт-и-Огофе. Этот жук-бродяга был сфотографирован в Eglwys Faen.
Водяные и плавающие жуки водятся в пещерах. На этой фотографии плавающий жук, найденный в пруду на дне ручья в Порт-ир-Огоф, вероятно, был смыт водой во время наводнения.

ПРОЧИЕ НАСЕКОМЫЕ

БЛОХЫ распространены у летучих мышей. Это маленькие бескрылые паразиты, известные своей способностью прыгать.

Пещерная жизнь: существа, скрывающиеся в тенях

ЧТО НА ЗЕМЛЕ?

Эмили Остерлофф

Глубоко в каменном мире пещер нет света, но есть множество животных, специально приспособленных к жизни в полной темноте.

Пещеры есть на всей планете, но исследованы лишь некоторые из них. Эти темные пространства защищены от непогоды и обеспечивают постоянную температуру, что делает их идеальными домами для огромного разнообразия жизни.

Животные, приспособленные к жизни в пещерах, известны как троглофауна. Некоторые, такие как летучие мыши, медведи и саланганы, используют пещеры на временной основе. Другие живут там постоянно, проживая весь свой жизненный цикл в темноте, но многие из них развили особые способности, помогающие им выживать в среде обитания с ограниченным питанием и светом.

Жизнь с ограниченными ресурсами

В глубинах пещерных систем есть мир без света и, следовательно, без фотосинтеза.

Профессор Джефф Боксхолл, научный руководитель музейной выставки «Жизнь в темноте», говорит: «В нескольких пещерах есть бактерии. В некоторых затопленных системах вы можете получить бактерии, использующие серу в качестве источника энергии вместо света. Но почти вся пища в пещеры приносится извне».

Сотни летучих мышей выходят из пещеры © Служба охраны рыбных ресурсов и дикой природы США через Flickr (CC BY 2.0)

Некоторые животные используют пещеры как временные дома. Летучие мыши и стрижи используют их для ночевки днем ​​и ночью соответственно. В некоторых пещерах может обитать до 20 миллионов летучих мышей. Добывая за пределами пещер насекомых и фрукты, обитатели пещер, работающие неполный рабочий день, обеспечивают тех, кто никогда не уходит.

«Испражнения летучих мышей — чрезвычайно важный источник пищи, — объясняет Джефф.

Животные, которые питаются гуано летучих мышей и другим мертвым органическим материалом, известны как детритофаги. В пещерных системах это могут быть тараканы, клещи, мокрицы и ногохвостки.

Как и другие места обитания, пещеры имеют собственную пищевую цепочку. Детритофаги полагаются на фекалии летучих мышей и поедаются хищниками следующего уровня, такими как пауки и псевдоскорпионы. Многоножки и пещерные удавы часто являются главными хищниками в этих подземных условиях. Змеи специально приспособлены, чтобы ловить стрижей и летучих мышей, когда они пролетают мимо.

Пуэрториканский удав ( Chilabothrus inornatus ) свисает с крыши пещеры и ловит летучих мышей, когда они пролетают мимо, входя и выходя из пещеры © Ян Пол Зегарра через Службу охраны рыбных ресурсов и дикой природы США Flickr (CC BY 2.0)

Заболоченные миры

Более 94% незамерзшей воды на Земле хранится под землей. Анхиалиновые пещеры — это прибрежные пещеры, затопленные соленой водой, просачивающейся через окружающий известняк или вулканическую породу.

Эти морские среды имеют характеристики других типов пещер, включая замкнутые пространства, темноту и ограниченные пищевые ресурсы. Они тоже населены специализированными трогломорфными животными.

Ремипеды, впервые обнаруженные в пещере на Багамах в 1981 году, представляют собой водных ракообразных класса Remipedia. Они бесцветные и слепые, их длина может достигать 4,5 сантиметров.

Ремипеды медлительны и слепы. Их яд может помочь им быстро одолеть более быструю и подвижную добычу.

Хотя ремипеды имеют длинные сегментированные тела, похожие на многоножек, эти членистоногие имеют очень отдаленное родство. Remipedes — единственные известные ядовитые ракообразные, производящие яд, который ближе к яду гадюки, чем к многоножке.

Эти слепые ракообразные используют хемосенсорные волоски (органы, которые могут обнаруживать определенные химические молекулы) на своих антеннах, чтобы обнаруживать свою добычу, включая других ракообразных, таких как изоподы, копеподы и креветки. Но пещеры — это среда с дефицитом пищи, и ремипеды способны накапливать энергию в виде шариков жира, чтобы пережить голодные времена.

Не всем животным нужны глаза

Ремипед не единственное слепое, бесцветное животное, обитающее в пещерах. Существует огромное разнообразие таких существ, но одними из наиболее изученных являются пещерные рыбы.

Джефф говорит: «Во многих крупных пещерных системах по всему миру обитают слепые пещерные рыбы. Кажется очевидным, что если нет света, то глаза бесполезны, а эволюция представляет собой безжалостный механизм уничтожения неиспользуемых структур.

‘Однако, что действительно интересно, так это то, что в глубоком море нет слепых рыб. Солнечный свет не проникает ниже 1000 метров даже в самую чистую воду — так почему же глубоководные рыбы все еще тратят ресурсы на создание глаз?

«Это потому, что в морских глубинах много света — и это биолюминесценция».

Мексиканская тетра генетически разделилась на две формы — одну с глазами и одну без. © H. Zell via Wikimedia Commons (CC BY-SA 3.0)

В свете над землей зрение полезно для обнаружения хищников. Но в темном мире пещер от глаз мало толку. Многие пещерные животные утратили глаза в процессе эволюции. Вместо этого они используют альтернативные чувства, чтобы ориентироваться в темноте. Это объясняет, почему пещерные рыбы могут активно плавать и находить пищу, а не всю жизнь врезаться в стены.

Мексиканская тетра ( Astyanax mexicanus ) генетически разделилась на две формы. Форма, живущая в пещерах, потеряла пигментацию и глаза, но наземные популяции сохранили и то, и другое. У пещерных подвидов взрослые особи имеют впалые кисты под кожей вместо глаз.

Пещерные рыбы исключительно чувствительны к давлению и вибрациям и обладают прекрасным обонянием, помогающим им ориентироваться. Они также никогда не спят — глубоко в пещерах нет дня и ночи — поэтому они постоянно плавают.

Слоны, вырывшие пещеру

Существует несколько типов пещер, и большинство из них образовано водой — пресной, соленой или и той, и другой, — растворяющей или разрушающей окружающую породу. Но есть и менее типичные процессы формирования.

Слоны могут быть одним из животных, которые меньше всего ожидают проводить время в пещерах. Но избранная группа в Африке хорошо известна своими уникальными привычками.

Слоны перелезают через обрыв крыши в пещере Китум © Посол CMS Ян Редмонд через UNEP Flickr (CC BY-NC-SA 2.0)

Гора Элгон — спящий вулкан на границе Кении и Уганды. На склоне горы находится пещера Китум, которая, как считается, была частично выкопана очень настойчивыми слонами. Пещера простирается примерно на 160 метров от входа через скалу, которая содержит небольшое количество натрия, известного как глауберова соль.

Травоядные животные получают мало соли из растений в своем рационе, поэтому они ищут натрий в других формах, например, в соляных породах. Слоны, как известно, верны кормовым угодьям, передавая знания о них из поколения в поколение.

Было замечено, что слоны из пещеры Китум используют свои бивни, чтобы отколоть содержащие натрий камни стен пещеры, чтобы затем поглотить фрагменты. На протяжении нескольких поколений эти животные оказали значительное влияние на структуру.

Хотя слоны не являются постоянными обитателями пещеры, они регулярно проходят через нее, чтобы поддерживать потребление минералов.

Что на Земле?

Насколько странным может быть мир природы?

Исследуй необычное

Первое летающее подземное насекомое, обнаруженное в одной из самых глубоких пещер мира

Фотография Troglocladius hajdi , демонстрирующая бледный цвет и широкие крылья. (Фото: Андерсон и др. / CC BY-4.0)

Есть пещерные жители, а есть обязательных пещерных жителей. Однако наше представление о том, что это значит, может быть совершенно неверным.

Например, летучие мыши не являются обязательными обитателями пещер — они троглофилы, что означает, что они могут жить в пещерах (возможно, даже предпочитают это), но могут жить и в других местах, и они должны покинуть подземную среду обитания для некоторых биологических функций. (а именно поесть). Облигатных обитателей пещер, с другой стороны, называют троглобионтами или троглобитами, и это животные, которые всю свою жизнь проводят в пещерах. Как правило, троглобионты обладают стандартным набором приспособлений, которые делают их особенно подходящими для жизни в подземной среде: слепота, отсутствие пигментации кожи, удлиненные придатки, сочетающиеся с сенсорными приспособлениями для обработки окружающей среды без зрения, и неспособность летать.

Теперь группа ученых из Норвегии, Германии и Хорватии сделала открытие, которое бросает вызов давнему предположению, что подземные виды всегда нелетающие; В одной из самых глубоких пещерных систем в мире исследователи обнаружили летающее подземное насекомое.

В статье, недавно опубликованной в PLOS ONE , исследовательская группа объясняет обстоятельства открытия.

Горный массив Велебит в Хорватии является частью Динарских Альп, где проживает более 900 видов троглобионтов, что делает его одним из самых богатых мест обитания пещерных существ. В пределах Велебита находится пещерная система Лукина-джама-Трояма, 14-я по глубине пещерная система в мире. В восьмистах метрах от пещер вы найдете Troglocladius hajdi , новаторское открытие ученых.

A. Профиль ЮВ-СЗ пещерной системы Лукина-Яма-Трояма в горах Велебит, Хорватия. Исследован Спелеологическим комитетом Хорватской альпинистской ассоциации, Хорватской спелеологической федерацией и Словацким спелеологическим обществом; карта подготовлена ​​Дарко Бакшичем. Позиции 3 кемпингов (первый, второй и третий лагерь) внутри ямы отмечены на карте. B. Палата на 9Глубина 80 м, где было поймано большинство экземпляров. C. Недавно появившийся образец Troglocladius hajdi Andersen, Baranov et Hagenlund, gen. п., сп. п., сидя на стене пещеры. (Иллюстрация: Андерсон и др. / CC BY-4.0; Фото: Дж. Бедек / CC BY-4.0)

Исследователи объясняют, что

T. hajdi обладает многими адаптациями, которые мы ожидаем от обязательных обитателей пещер, за одним важным исключением:

Тело бледно-желтоватое…. и слабо склеротизовано. Глаза сильно редуцированы, присутствуют только 0–4 омматидия. Ноги сравнительно очень длинные… Усики кажутся короткими, но с небольшим количеством длинных щетинок на 4–6 сегментах и ​​сильными сенсиллами на 1–5 сегментах. Примечательно, однако, что крылья хорошо развиты, длинные и широкие с выемкой анальной доли, а жужжальца также необычно большие.

Сочетание уменьшенных глаз и хорошо развитых крыльев делает T. hajdi таким замечательным открытием. Как отмечают исследователи, в мире известно более 21 000 таксонов пещерных обитателей, но среди них нет ни одного летающего троглобионта. Исследователь Мартина Павлек подчеркнула неожиданность открытия хорватскому информационному агентству Hina : «Мы были удивлены, это было неожиданно, что животные могут летать в кромешной тьме».

На самом деле, исследователям еще предстоит разгадать некоторые загадки относительно T. hajdi . Хотя анатомия насекомого указывает на то, что оно должно уметь медленно летать или зависать, команде еще предстоит увидеть, как хоть одно из насекомых летает из первых рук. Тем не менее, команда утверждает, что «некоторые экземпляры, собранные в липкие ловушки, сидели в середине полос, что позволяет предположить, что они хотя бы изредка летают».

Не менее загадочным является тот факт, что команда до сих пор собирала только женские экземпляры, что повышает вероятность того, что насекомые могут быть партеногенетическими или способными к бесполому размножению. Партеногенез не редкость среди насекомых и часто наблюдается у видов, живущих в суровых или изолированных условиях, таких как пещера 9.00 метров под землей. Однако до сих пор ученые не собрали никаких образцов личинок или куколок для дальнейшего изучения репродуктивного цикла насекомых, хотя они предполагают, что образцы могут быть найдены в мелких ручьях, наблюдаемых в пещере, где были собраны взрослые особи.

Двигаясь вперед, ученые надеются, что этот новый, совершенно уникальный образец троглобионта можно будет изучить дальше, хотя они надеются, что научные исследования будут сбалансированы с усилиями по обеспечению защиты потенциально небольшой популяции. Является ли этот первый пример летающего обязательного пещерного жителя аномалией, еще неизвестно.

В этом сообществе бразильских пещерных насекомых самки буквально носят пенисы | Наука

Самка сверху: самка насекомого Neotrogla спаривается с самцом в пещере на востоке Бразилии. Фото: Yoshikawa et al.

В пещерах на востоке Бразилии живет группа крылатых насекомых, которые спариваются таким образом, что это поразит вас.

Оседлание самца. Самки рода Neotrogla проникают в самцов с помощью пенисоподобного органа в стандартной ситуации с замком и ключом. Крошечные шипы прикрепляют женский пенис к мужскому, и она высасывает сперму самца через пенисоподобный орган.

Это странно — даже для мира природы, который наполнен животными, занимающимися странным сексом. Но это, пожалуй, первый пример перевернутых половых органов у любого животного. Международная группа ученых описывает это репродуктивное поведение в исследовании, опубликованном сегодня в Current Biology .

Почти два десятилетия назад Родриго Феррейра, пещерный эколог из Федерального университета Лаврас в Бразилии, обнаружил насекомых во время спелеологической экспедиции, но молодой возраст экземпляра сделал невозможной идентификацию. Недавно ученые, работающие в лаборатории Феррейры, наткнулись на еще один образец насекомого, поэтому они начали расследование, обратившись к таксономисту Чарльзу Линхарду из швейцарского Музея естественной истории в Женеве.

При вскрытии организмов исследователи обнаружили, что у самок есть внутренняя структура, похожая на пенис (которая, вероятно, расширяется только во время спаривания), а у самцов есть мешкообразное влагалище. Ничто в большом семействе пещерных насекомых не имело сходства, и они поняли, что перед ними совершенно новый род с перевернутыми половыми органами. Всего они обнаружили четыре отдельных вида в этом роде под названием Neotrogla .

«Самое впечатляющее в женском половом члене — его сложная морфология, — говорит Феррейра. Из вскрытия команда выяснила, что каждая структура, похожая на женский пенис, зависит от вида, шипы или щетинки пениса определенного вида соответствуют крошечным карманам в сумке ее мужского аналога.

Но разрезать жука, чтобы посмотреть на его половые органы, — это не то же самое, что увидеть, как эти половые органы работают. Исследователи также наблюдали за парами насекомых одного вида ( N. curvata) , которые делали это в лаборатории. На спаривание насекомые также потратили много времени — от 40 до 70 часов. На секс уходит много времени, особенно потому, что секс оставляет насекомых открытыми для хищников.

Два N. curvata насекомые совокупляются в лабораторных условиях. Фото: Yoshizawa et al. Самка N. aurora выпускает свой пенисоподобный орган, готовясь к спариванию. Фото: Yoshizawa et al. Вид на колючие якоря (красный, фиолетовый и зеленый) самки Neotrogla, прикрепленные к карманам во влагалище самца. Фото: Yoshizawa et al. Эколог Родриго Феррейра собирает экземпляр Neotrolga в пещере на востоке Бразилии. Фото: Yoshizawa et al. Пенис портится от женщины N. curvata насекомое. Красочное химическое окрашивание выделяет различные ткани в органе. Фото: Yoshizawa et al. Вход в пещерную экосистему на востоке Бразилии. Молодых Neotrogla иногда можно увидеть у входа в пещеру, в то время как взрослые предпочитают более темные закоулки и закоулки пропасти. Фото: Yoshizawa et al. Шипы, очерчивающие структуру мембраны полового члена этого N. aurora экз. Фото: Yoshizawa et al.

Во время спаривания колючий пенис самки плотно прикрепляется к семявыводящему протоку мужского влагалища, позволяя самке получать сперму. Другими словами, этот пенис больше похож на соломинку, чем на носик. Если самец попытается вырваться, его живот разорвется, и он резко потеряет свои гениталии. Эти самки насекомых также спариваются с несколькими самцами и могут хранить в теле две порции спермы.

Ученые считают, что пенис в основном развился из-за конкуренции между самцами за плодовитых самок, и для такого резкого изменения должно было бы сойтись множество эволюционных ограничений. «Для этого требуется гармоничная эволюция мужских и женских гениталий и их точное соответствие», — говорит Кадзунори Йошизава, энтомолог из Университета Хоккайдо в Японии и соавтор исследования.

Итак, какие эволюционные ограничения могут привести к такому сценарию изменения пола? У ученых есть подозрение, что сперма имеет питательную ценность, потому что самки пещерных насекомых в конечном итоге накапливают, а затем потребляют сперму, прежде чем откладывать яйца.

Пещеры темные, сухие и с низким содержанием пищи — для насекомых это экскременты летучих мышей и мертвые летучие мыши. «Нехватка пищи, по-видимому, очень важна для определения того, какие виды способны колонизировать эту среду», — говорит Феррейра. «В этом контексте женский пенис, безусловно, является хорошим инструментом для получения питательных ресурсов от мужчин». Таким образом, мужская сперма представляет собой «брачный дар» с научной точки зрения.

И есть прецедент таких свадебных подарков: самцы катидидов ( Poecilimon sp.) передают пищу со своей спермой, а самки соревнуются за питательную сперму — у них даже есть специальный локтевой придаток, чтобы отталкивать противостоящих самок. Пещерные насекомые могут жить под подобным эволюционным давлением, но подтверждение этих подозрений требует дальнейшего изучения.

Вряд ли это первый колючий пенис в биологическом мире: самцы бобового долгоносика, навозные мухи, мартышки, некоторые питоны и домашние кошки имеют колючие пенисы. Некоторые из этих органов стимулируют самку; в то время как другие могут служить для того, чтобы жестоко прижать самку.

Что действительно отличает самок Neotrogla , так это то, что у них есть колючий пенисоподобный орган, который фиксирует самца на месте. Это полная смена ролей в сексуальном конфликте. Пенис самки пещерной мухи «подчеркивает этот диапазон различий в том, что значит быть мужчиной и женщиной в животном мире», — говорит Марлен Зук, биолог-эволюционист из Университета Миннесоты в Сент-Поле, которая не была связана с исследованием.

Женские половые органы встречаются и у других видов, но ни один из них не похож на этот: самка древнего вида клещей, сохранившаяся в янтаре, имеет трубчатый орган, который, по мнению ученых, мог использоваться для захвата самца во время секса; самки морских коньков передают яйца самцам через трубчатый орган, называемый яйцекладом, и самцы в конечном итоге рожают; и, наконец, самки гиен совокупляются, мочатся и рожают через удлиненный клитор, называемый псевдопенисом.

«Очевидно, что необходимы дополнительные исследования, но все это совершенно дико», — говорит Зук.

«Люди, как правило, имеют комедийный взгляд 1950-х годов на секс в животном мире, — объяснил Зук, — но, в данном случае перевернутые гениталии».

Рекомендуемые видео

Пещеры дикой природы | AustinTexas.gov

Пещеры являются одними из самых уязвимых экосистем Техасского холма. Свет ограничен, а воздух неподвижен. Пещеры очень тщательно оберегаются от хрупкой жизни внутри них. Приспособления животных в пещерах варьируются от огромных клещей, способных чувствовать себя в темноте, до полного отсутствия глаз. Пещеры в Центральном Техасе часто являются связующим звеном водоносного горизонта Эдвардс и поверхности Земли.

Особые пещерные существа Все шесть карстовых беспозвоночных, находящихся под защитой BCCP, были внесены в список находящихся под угрозой исчезновения в сентябре 1988 года и обитают лишь в нескольких местных пещерах. Хотя о них мало что известно, у них есть кое-что общее. Как беспозвоночные, они не обладают внутренним скелетом, как люди, для придания жесткости и формы своему телу. Скорее, у них есть жесткий внешний вид, или экзоскелет, для этой функции — отсюда и термин «беспозвоночные». Все они троглобиты, название, которое описывает животных, настолько полностью адаптированных к пещере, что они проводят там весь свой жизненный цикл, могут проявлять потерю пигмента и могут не иметь функциональных глаз.

Основная угроза выживанию этих видов, живущих в пещерах, — городская застройка. Полная потеря среды обитания происходит, когда пещеры заполнены. Мощение пещер или создание новых отверстий может повлиять на гидрологический поток и изменить температуру и влажность в пещере за пределы диапазона, который может выдержать вид. Городское развитие также приводит к загрязнению пестицидами, удобрениями, стоками с дорог и другими химическими веществами, которые просачиваются через почву и пористый известняк в загрязняющие пещеры и грунтовые воды.

Зубастый пещерный жужелица (Rhadine persephone) Ростом около 1/4 дюйма, этот крошечный красновато-коричневый жук является крупнейшим из охраняемых карстовых беспозвоночных. У него очень маленькие глаза, хотя он всю жизнь живет в пещере. Он быстро бегает по дну пещеры в поисках крошечных пещерных насекомых или может быть найден в местах с глубоким рыхлым илом, где он копается в поисках яиц пещерного сверчка. Он был зарегистрирован почти в 30 местных пещерах.

Зубчатый пещерный псевдоскорпион (Tartarocreagris texana) Это второй мельчайший из охраняемых пещерных беспозвоночных длиной 3/16 дюйма. Подобно скорпиону, у него есть щипцы, хотя и совсем крошечные, которые он использует, чтобы поймать добычу из мелких беспозвоночных. У него нет хвоста и глаз. Обычно он находится под камнями, и мало что известно о его привычках или способах размножения.

Зубчатый пещерный паук ( Tayshaneta myopica ) Этот бледный кремовый паук длиной 1/16 дюйма является самым маленьким из охраняемых пещерных беспозвоночных. У него относительно длинные ноги и рудиментарные глаза. Его можно найти свисающим с небольшого клубка или листовой паутины с потолков и стен пещер в поисках крошечных беспозвоночных, чтобы поесть.

Жнец из пещеры Би-Крик (Texella reddelli) Это маленькое беспозвоночное светло-желтовато-коричневого цвета, средней длины 1/8 дюйма, с длинными ногами, типичными для большинства земледельцев. Он живет в полной темноте под камнями и не имеет глаз. Подобно другим сенокосцам, он не плетет паутину, ловя свою добычу из крошечных насекомых, пока медленно ходит по пещере.

Костяной сенокос (Texella reyesi) Этот длинноногий сенокос, внесенный в список исчезающих видов в сентябре 1988 г., имеет длину менее 1/8 дюйма. Подобно жнецу из пещеры Би-Крик, он слеп, имеет бледно-оранжево-коричневый цвет и питается крошечными беспозвоночными. Обычно его можно найти под камнями. Исследования показали, что этот вид особенно чувствителен к низкой влажности и убегает в самые прохладные и влажные места пещеры жарким летом.

Кречмарр Пещерный плесневелый жук (Texamaurops reddelli) Этот крошечный темно-коричневый жук, внесенный в список находящихся под угрозой исчезновения в сентябре 1988 г., имеет длину менее 1/8 дюйма. У него короткие крылья, длинные ноги, нет глаз, и его можно найти в полной темноте под камнями и органическими отходами, которые смыло в пещеру. Об этом жуке известно очень мало, в том числе о том, чем именно он питается.

Кречмарр Пещерный плесень (Техамауропс Редделли)	Зуб пещерного жужелицы (Радин Персефона)
Костяной пещерный жнец (Текселла Рейеси)	Зубная пещера Псевдоскорпион (Tartarocreagris texana)

 

Почему она называется «Пещера летчиков»? В марте 1971 года двое летчиков, дислоцированных на базе ВВС Бергстром, обнаружили пещеру и начали раскопки у входа.