Как определить пол божьей коровки

Название: Сексуальная жизнь божьей коровки
Раздел: Рефераты по биологии
Тип: доклад Добавлен 05:36:52 05 января 2002 Похожие работы
Просмотров: 934 Комментариев: 16 Оценило: 5 человек Средний балл: 4.8 Оценка: неизвестно Скачать

СЕКСУАЛЬНАЯ ЖИЗНЬ БОЖЬЕЙ КОРОВКИ

Предмет этих заметок может показаться занятным неспециалисту. Для биолога же проблема полового размножения в тех конкретных формах, в которых оно осуществляется у разных организмов, не просто любопытна, а представляет огромный интерес с позиций эволюционной теории. Действительно, каждый отдельный организм смертен, а их совокупность, т.е. биологический вид, — потенциально бессмертна. Смысл существования организма (не будем здесь рассуждать о смысле жизни человека) — сохранение своих генов в потомстве. Для успешного решения этой задачи нужно произвести как можно больше потомков, в той или иной степени обеспечить их ресурсами и, наконец, соединить свои гены с генами наиболее подходящего партнера (поскольку большинство высших организмов размножается половым путем). Каждый вид по-своему решает эти общие задачи. Неудачные способы отбрасываются в ходе эволюции, а то огромное разнообразие форм взаимодействия мужских и женских особей разных видов, наблюдаемое биологами, хотя, без сомнения, и обеспечивает сохранение генов в потомстве, но далеко не всегда нам понятно.

Речь пойдет о насекомых, а именно о тех ярко окрашенных и симпатичных жуках, которых называют божьими коровками *. Это народное название очень старое, повторяющееся в разных вариантах на нескольких европейских языках и санскрите и отражающее какие-то древние верования. В них улетающее в небо красное насекомое воспринималось как животное, принадлежащее Богу и возвращающееся к нему. Поведение божьих коровок при размножении хорошо изучено; порой оно сходно с поведением других насекомых, отдельные же из описываемых ниже явлений совершенно своеобразны.

* Подробнее см.: Захаров И.А. Красное и черное // Природа. 1992. №5. С.46-51.

Встреча полов, ухаживание и спаривание

У некоторых видов божьих коровок, например у сибирской хармонии, самцы и самки легко различимы: голова самца белая, самки — черная с белым пятнышком. Самцов и самок европейских видов внешне отличить трудно или даже невозможно. Для этого их приходится умерщвлять и вскрывать, а то и дожидаться момента спаривания, когда самец занимает определенную позицию — сверху, на спинке самки.

Если самцов и самок на несколько дней изолировать, а потом соединить, поместив в прозрачную чашку Петри, спаривание может произойти в течение нескольких секунд. Распознавание партнера происходит почти мгновенно, и если самка зрелая, уже имевшая сексуальный опыт, то сколько-нибудь продолжительного “ухаживания” не требуется. Напротив, при встрече готового к спариванию самца и молодой, еще девственной самки разыгрываются душещипательные сцены обольщения, преследования, борьбы и, наконец, лишения невинности.

Опишем, как это происходит у наиболее часто встречающейся в Европе и особенно хорошо изученной двуточечной божьей коровки (Adalia bipunktata ).

При встрече с другим жуком самец адалии старается забраться на спину. Если под ним оказался жук иного вида или не женского пола, самец немедленно слезает. Если же это самка, он делает попытку спариться с ней.

Во время спаривания самка не занимается активными поисками пищи, хотя и не отказывается от нее. Самец адалии во время спаривания обычно не двигается, а если он относится к более крупным видам (например, семиточечным коровкам), ведет себя темпераментно, “страстно”, периодически резко раскачиваясь слева направо, так что наблюдать за этими парами малолетним детям не рекомендуется.

Спаривание жуков адалия:

самка приподнимает брюшко, препятствуя самцу осуществить эффективное спаривание (вверху );

самка пытается сбросить самца (внизу ).

Адалии — чуть ли не единственный вид животных, самцы которого способны во время одного спаривания эякулировать два-три раза. Спаривание у них, как и у других божьих коровок, продолжается исключительно долго — от одного до нескольких (чуть ли не до восьми-девяти) часов. Адалии в благоприятных условиях способны спариваться ежедневно и, вероятно, даже по нескольку раз в день.

Каков биологический смысл такой длительной, многочасовой копуляции? Казалось бы, она вредна: жуки, во всяком случае самцы, при этом не питаются, пары малоподвижны и на них могут напасть хищники. Почему же эволюция растянула процесс спаривания на столь длительное время? На этот вопрос сейчас можно дать только один ответ: это выгодно самцу; он препятствует спариванию самки с другими жуками и тем самым увеличивает шансы на передачу своих генов потомству. Если самцы млекопитающих обычно придерживаются активной тактики, отгоняя конкурентов от своей избранницы или своего гарема, то тактика самцов божьих коровок пассивная — просто долго сидеть на самке, не прерывая с ней контакта и тем самым лишая конкурентов возможности спаривания.

Запаса спермы, который получает самка адалии, хватает для откладки около 550 оплодотворенных яиц. При обычном размере кладки в 15-20 штук (максимально — до 40) однократно оплодотворенная самка оставляет способные к развитию яйца в течение примерно месяца. При повторных спариваниях за сезон она может отложить более 1000 штук.

Если спермы, полученной от одного самца, хватает на оплодотворение большого числа яиц в течение длительного времени, то каков биологический смысл повторных и многократных спариваний божьих коровок? Выгода для самца очевидна — он реализует свое стремление передать гены как можно большему числу потомков. Для самки ответ не столь ясен; вероятно, оставляя от каждого самца потомство, она разнообразит ту “генетическую среду”, в которую будут включены ее гены. Один из многих партнеров может оказаться особенно хорошим производителем, и именно от него появится наиболее удачное потомство, которое в свою очередь сохранит и воспроизведет ее гены.

Для биолога вид Adalia интересен тем, что он — полиморфный: в одной и той же местности обитают жуки совершенно разной окраски, образующие единое сообщество *. В европейских популяциях встречаются два типа окраски надкрыльев — красный с двумя черными точками и черный с четырьмя или шестью красными пятнами. В разных местах численно преобладают либо красные (например, в Москве более 90%), либо черные (в Петербурге 80%). Если в Ялте, например, черных в популяции 60% и жуки спариваются случайно, не обращая внимания на окраску партнера, то следует ожидать образование пар: красная самка и красный самец в 16% случаев, черная самка и черный самец в 36% случаев и с разной окраской партнеров в 48% случаев.

* Подробнее см.: Захаров И.А. // Генетика. 1995. Т.31. №2. С.149-161.

Как происходят спаривания адалий в природе, впервые изучили еще в начале прошлого века в Германии, а в 1961 г. советский зоолог и генетик Янис Янович Лусис опубликовал результаты обширных наблюдений, полученные им в Москве и в Риге. Его данные свидетельствовали о неслучайном образовании пар.

Наилучшее место для проведения таких исследований — морская набережная Ялты. На несколько сотен метров вдоль берега моря тянется полоса кустарника тамариска, на котором в июне в солнечные дни образуется великое множество пар. Согласно нашему учету, смешанные пары с участием красных и черных жуков здесь возникают значительно чаще, чем ожидается, — не в 48% случаев, а в 62%.

Спаривание красных адалий с различным рисунком на надкрыльях.

Помимо этого был получен еще один интересный результат. Мы изучили образование пар не только в Ялте, но и в Севастополе, где черных жуков в популяции значительно меньше — 25%. Оказалось, что в обоих городах наиболее часто спариваются жуки более редкой окраски: в Ялте — красные, в Севастополе — черные. Иными словами, более редкая для данного сообщества внешность пользуется большим успехом.

Английские исследователи в серии работ тщательно изучили формирование пар как в природе, так и в лаборатории. Они выявили, что, независимо от собственной окраски, самки адалии предпочитают спариваться с черными, а не красными самцами. Степень такого предпочтения удалось измерить и выразить количественно. Для самок, собранных в природе, она оказалась равной примерно 20%. Далее проводился отбор на большую склонность спариваться именно с черными самцами. К десятому поколению предпочтение возросло до 60%. Успех искусственного отбора по такому сложному поведенческому признаку показал, что влечение самок к черным самцам определяется их генами. Из этих опытов также следует, что коровки различают цвета партнеров. Удалось экспериментально смоделировать ситуацию полового отбора — важного, открытого Ч.Дарвином механизма эволюции, который действует в разных группах организмов, создавая такие украшения особей, как пышные хвосты или яркую окраску самцов у птиц, рога у оленей, бороды у мужчин и пр.

Сколько же нужно самцов

Если один самец может оплодотворить несколько десятков самок, то сколько же нужно самцов в популяции? При рождении их обычно появляется 50%, так как у жуков, как и у человека, пол определяется половыми хромосомами, X и Y, и такой хромосомный механизм обеспечивает соотношение полов 1:1, т.е. равную долю самцов и самок. При избытке ресурсов самцы не конкурируют за пищу с самками и их присутствие в значительном числе для сообщества не вредно. Однако при ограниченности ресурсов самцы на всех стадиях жизни конкурируют с самками, от количества и плодовитости которых зависит появление в достаточном числе особей следующего поколения. Учитывая высокую сексуальную активность самцов, можно предположить, что в неблагоприятных условиях их доля могла бы быть значительно меньше 50%, например 10%. В действительности надо учитывать еще один фактор: при малом числе самцов резко увеличивается вероятность их спаривания с сестрами и дочерьми, а в таких кровосмесительных браках потомство оказывается нежизнеспособным, что и было показано для двуточечной божьей коровки в многочисленных экспериментах.

Таким образом, оптимальная доля самцов в сообществе определяется наличием ресурсов, их половой активностью и вредными последствиями близкородственных скрещиваний. От экологических условий явно должен зависеть первый фактор. И действительно, изучение полового состава популяций адалии в различных точках Европы показало, что и в Западной и в Восточной Европе доля самцов уменьшается с юга, более богатого ресурсами, к северу. Если на юге Франции и в Крыму соотношение самцов и самок 50:50, то в Петербурге самцов 30%, а в Стокгольме их всего 18%!

Еще одно спаривание красных адалий с различным рисунком на надкрыльях.

Каким образом регулируется соотношение полов? Большая часть самок оставляет в потомстве равное число самцов и самок в соответствии с хромосомным механизмом определения пола. Однако, как писал еще в 1947 г. Лусис, часть самок производит чисто женское потомство. Эта особенность оказалась наследственной, дочери и внучки исключительных самок также дают однополое потомство, спариваясь с самцами из нормальных семей.

Открытие Лусиса не привлекало особого внимания до начала 90-х годов, когда работающая в Кембридже группа английских исследователей не только воспроизвела его наблюдения, но и определила действующий фактор, вызывающий появление чисто женского потомства. Оказалось, что в цитоплазме клеток адалии обитают бактерии, для самок — безвредные симбионты, а для самцов — убийственный патоген. Как бактерии узнают пол зародышей, в клетки которого они попадают, до сих пор не известно, как не ясен и механизм, посредством которого они умерщвляют самцов.

Обнаруженные в Англии бактерии относятся к риккетсиям, которые широко известны (к риккетсиям принадлежит и возбудитель такой страшной болезни человека, как сыпной тиф). Риккетсии божьих коровок, однако, никакой опасности для теплокровных, в том числе и для мужчин, не представляют.

Проводившиеся нами начиная с 1994 г. исследования соотношения полов у адалий России дали совершенно неожиданный результат — тот же самый эффект, т.е. передающаяся в поколениях способность производить чисто женское потомство вызывается совершенно другими, чем в Англии, бактериями *. Риккетсия, правда, тоже была найдена, но встречается она очень редко, а преобладают две другие бактерии — спироплазма и вольбахия. В Москве одной из этих бактерий заражена каждая десятая самка адалии; в Санкт-Петербурге примерно 40% самок заражены спироплазмой, а в Стокгольме спироплазма обнаружена не менее чем у половины самок. Понятно, что если половина всех самок производит только дочерей, а другая половина — и дочерей, и сыновей, то соотношение полов в популяции окажется сдвинуто: действительно, как уже говорилось, в Стокгольме нашли только 18% самцов.

* Подробнее см.: Захаров И.А. Бактерии управляют половым размножением насекомых // Природа. 1999. №5. С.28-34.

Инфицированность андроцидными (убивающими мужской пол) бактериями и есть тот способ, которым регулируется в оптимальном направлении соотношение полов. На севере, где условия существования адалии хуже, зараженность встречается чаще и соотношение полов в пользу самок сдвигается сильнее, чем в средней полосе или на юге. Заметим, что андроцидные бактерии известны и у ряда других насекомых. Однако их нет у позвоночных: все болезнетворные бактерии, например у человека, одинаково действуют и на мужской, и на женский пол.

Без них не обходятся и божьи коровки. В лабораторных условиях нередко можно наблюдать некрофилию: самцы спариваются с умершими самками (а иногда и с мертвыми самцами). Спаривание в этом случае может продолжаться долго, столь же долго, как и с живым партнером.

Содомию (скотоложество) изредко можно заметить у божьих коровок в природе. Самцы одного вида могут спариваться с самками другого. В некоторых случаях результат такого извращения бывает трагическим — из-за несоответствия формы половых органов партнеры пытаются, но не могут разойтись, травмируя друг друга. Межвидовые скрещивания не дают потомство, и спаривание самца с самкой другого вида может считаться биологически бессмысленным и даже вредным.

Божьим коровкам, несмотря на их название и их симпатичную внешность, свойственна склонность к каннибализму. Особенно она проявляется у личинок. Но и взрослые особи не брезгуют себе подобными, нередко поедая яйца своего вида. Яйца съедаются даже отложившей их самкой, если она не находит другой пищи. Как следует трактовать такое поведение? Нехватка пищи свидетельствует о том, что ее может не найтись и для личинок, которые вылупятся из яиц и без корма скоро погибнут. Съедая яйца, самка пополняет свои ресурсы, необходимые для откладки последующих порций яиц, в более удобном месте или в более подходящее время. У голодающей самки возможна задержка яйцекладки, и она не сможет воспользоваться более благоприятной для ее потенциального потомства ситуацией. Таким образом, материнский каннибализм имеет больше биологического смысла, чем склонность самцов к содомии или некрофилии.

Половая распущенность, как оказалось, наказуема не только у людей, но и у божьих коровок: у адалии обнаружена чрезвычайно редкая в мире беспозвоночных венерическая болезнь.

При изучении адалий, собранных на стенах Института общей генетики в Москве во время их осеннего лета на зимовку, выяснилось, что почти половина жуков заражена клещами. Клещи находятся на внутренней поверхности надкрылий. Они желто-оранжевого цвета, имеют крестообразную форму и неподвижны. К активному передвижению способны только личинки. Сидящие под надкрылиями самки клещей обычно окружены скоплением беловатых яиц. На одном жуке можно насчитать до 20 взрослых клещей. Ранее подобные паразиты были найдены на тропических божьих коровках и получили название “кокциполипус”.

При изучении московских клещей в Кембридже (в Англии их почему-то нет) выявилось два важных факта. Во-первых, среди коровок клещи распространяются в основном половым путем, чему чрезвычайно благоприятствует длительная копуляция: подвижные личинки клещей переползают с самца на самку или с самки на самца во время спаривания. Во-вторых, хотя клещи заметно не влияют на поведение жуков и продолжительность их жизни, они радикально изменяют физиологию самок: оплодотворенная и ранее плодовитая самка начинает откладывать неспособные к развитию яйца. Передача клещей при спаривании и патологические изменения у зараженных самок позволяют рассматривать отношения паразита (кокциполипуса) и хозяина (адалии) как случай передающейся половым путем (венерической) болезни. Такие хорошо известные у человека болезни почти совсем не встречаются у низших организмов. Свойственные адалиям массовые и беспорядочные спаривания, несомненно, способствуют распространению клещей. В отдельные сезоны почти 100% адалий может быть заражено клещами.

Возможно, что-то из рассказанного о личной жизни божьих коровок напомнит читателю некоторые проявления сексуальной жизни людей. Такому сходству можно дать два объяснения. Половое размножение у всех животных преследует одни и те же цели и осуществляется в форме взаимодействия двух функционально различных партнеров. Вероятно, те или иные черты сходства полового процесса у совершенно разных организмов возникали в эволюции независимо и повторно, поскольку Природа с ограниченным набором средств решала одни и те же задачи. Однако возможно и другое объяснение. При прочтении генома человека оказалось, что значительная часть его генов имеется и в уже расшифрованных геномах беспозвоночных — мухи-дрозофилы и червя-нематоды. Не общие ли гены программируют сходное поведение как насекомых, так и высших позвоночных?

Статья И.А. Захарова, член-корр. РАН, д.б.н., зам. дир. Института общей генетики им. Н.И.Вавилова РАН.

Фотоальбом

Метки

Новости

Рубрики

  • Фотобанк (2630)
  • Журналистика (530)
  • Моя библиотека (263)
  • ДизайнСофт (247)
  • Царство (244)
  • КрэйтФолио (162)
  • СистемСофт (142)
  • КрэйторСофт (102)
  • Гурмэ (72)
  • Видео-ролики (68)

Ссылки

Подписка по e-mail

Поиск по дневнику

Друзья

Постоянные читатели

Понедельник, 26 Января 2009 г. 01:16 + в цитатник

Читать также  Как обрезать мужское счастье

СЕКСУАЛЬНАЯ ЖИЗНЬ БОЖЬЕЙ КОРОВКИ

Илья Артемьевич Захаров, член-корр. РАН, д.б.н.,
зам. дир. Института общей генетики им. Н.И.Вавилова РАН.

Предмет этих заметок может показаться занятным неспециалисту. Для биолога же проблема полового размножения в тех конкретных формах, в которых оно осуществляется у разных организмов, не просто любопытна, а представляет огромный интерес с позиций эволюционной теории. Действительно, каждый отдельный организм смертен, а их совокупность, т.е. биологический вид, — потенциально бессмертна. Смысл существования организма (не будем здесь рассуждать о смысле жизни человека) — сохранение своих генов в потомстве. Для успешного решения этой задачи нужно произвести как можно больше потомков, в той или иной степени обеспечить их ресурсами и, наконец, соединить свои гены с генами наиболее подходящего партнера (поскольку большинство высших организмов размножается половым путем). Каждый вид по-своему решает эти общие задачи. Неудачные способы отбрасываются в ходе эволюции, а то огромное разнообразие форм взаимодействия мужских и женских особей разных видов, наблюдаемое биологами, хотя, без сомнения, и обеспечивает сохранение генов в потомстве, но далеко не всегда нам понятно.

Речь пойдет о насекомых, а именно о тех ярко окрашенных и симпатичных жуках, которых называют божьими коровками *. Это народное название очень старое, повторяющееся в разных вариантах на нескольких европейских языках и санскрите и отражающее какие-то древние верования. В них улетающее в небо красное насекомое воспринималось как животное, принадлежащее Богу и возвращающееся к нему. Поведение божьих коровок при размножении хорошо изучено; порой оно сходно с поведением других насекомых, отдельные же из описываемых ниже явлений совершенно своеобразны.

* Подробнее см.: Захаров И.А. Красное и черное // Природа. 1992. №5. С.46-51.

Встреча полов, ухаживание и спаривание

У некоторых видов божьих коровок, например у сибирской хармонии, самцы и самки легко различимы: голова самца белая, самки — черная с белым пятнышком. Самцов и самок европейских видов внешне отличить трудно или даже невозможно. Для этого их приходится умерщвлять и вскрывать, а то и дожидаться момента спаривания, когда самец занимает определенную позицию — сверху, на спинке самки.

Если самцов и самок на несколько дней изолировать, а потом соединить, поместив в прозрачную чашку Петри, спаривание может произойти в течение нескольких секунд. Распознавание партнера происходит почти мгновенно, и если самка зрелая, уже имевшая сексуальный опыт, то сколько-нибудь продолжительного “ухаживания” не требуется. Напротив, при встрече готового к спариванию самца и молодой, еще девственной самки разыгрываются душещипательные сцены обольщения, преследования, борьбы и, наконец, лишения невинности.

Опишем, как это происходит у наиболее часто встречающейся в Европе и особенно хорошо изученной двуточечной божьей коровки (Adalia bipunktata).

При встрече с другим жуком самец адалии старается забраться на спину. Если под ним оказался жук иного вида или не женского пола, самец немедленно слезает. Если же это самка, он делает попытку спариться с ней.

Во время спаривания самка не занимается активными поисками пищи, хотя и не отказывается от нее. Самец адалии во время спаривания обычно не двигается, а если он относится к более крупным видам (например, семиточечным коровкам), ведет себя темпераментно, “страстно”, периодически резко раскачиваясь слева направо, так что наблюдать за этими парами малолетним детям не рекомендуется.

Спаривание жуков адалия:

самка приподнимает брюшко, препятствуя самцу осуществить эффективное спаривание (вверху);

самка пытается сбросить самца (внизу).

Адалии — чуть ли не единственный вид животных, самцы которого способны во время одного спаривания эякулировать два-три раза. Спаривание у них, как и у других божьих коровок, продолжается исключительно долго — от одного до нескольких (чуть ли не до восьми-девяти) часов. Адалии в благоприятных условиях способны спариваться ежедневно и, вероятно, даже по нескольку раз в день.

Каков биологический смысл такой длительной, многочасовой копуляции? Казалось бы, она вредна: жуки, во всяком случае самцы, при этом не питаются, пары малоподвижны и на них могут напасть хищники. Почему же эволюция растянула процесс спаривания на столь длительное время? На этот вопрос сейчас можно дать только один ответ: это выгодно самцу; он препятствует спариванию самки с другими жуками и тем самым увеличивает шансы на передачу своих генов потомству. Если самцы млекопитающих обычно придерживаются активной тактики, отгоняя конкурентов от своей избранницы или своего гарема, то тактика самцов божьих коровок пассивная — просто долго сидеть на самке, не прерывая с ней контакта и тем самым лишая конкурентов возможности спаривания.

Читать также  Виноград эмигрант описание сорта фото отзывы

Запаса спермы, который получает самка адалии, хватает для откладки около 550 оплодотворенных яиц. При обычном размере кладки в 15-20 штук (максимально — до 40) однократно оплодотворенная самка оставляет способные к развитию яйца в течение примерно месяца. При повторных спариваниях за сезон она может отложить более 1000 штук.

Если спермы, полученной от одного самца, хватает на оплодотворение большого числа яиц в течение длительного времени, то каков биологический смысл повторных и многократных спариваний божьих коровок? Выгода для самца очевидна — он реализует свое стремление передать гены как можно большему числу потомков. Для самки ответ не столь ясен; вероятно, оставляя от каждого самца потомство, она разнообразит ту “генетическую среду”, в которую будут включены ее гены. Один из многих партнеров может оказаться особенно хорошим производителем, и именно от него появится наиболее удачное потомство, которое в свою очередь сохранит и воспроизведет ее гены.

Для биолога вид Adalia интересен тем, что он — полиморфный: в одной и той же местности обитают жуки совершенно разной окраски, образующие единое сообщество *. В европейских популяциях встречаются два типа окраски надкрыльев — красный с двумя черными точками и черный с четырьмя или шестью красными пятнами. В разных местах численно преобладают либо красные (например, в Москве более 90%), либо черные (в Петербурге 80%). Если в Ялте, например, черных в популяции 60% и жуки спариваются случайно, не обращая внимания на окраску партнера, то следует ожидать образование пар: красная самка и красный самец в 16% случаев, черная самка и черный самец в 36% случаев и с разной окраской партнеров в 48% случаев.

* Подробнее см.: Захаров И.А. // Генетика. 1995. Т.31. №2. С.149-161.

Наилучшее место для проведения таких исследований — морская набережная Ялты. На несколько сотен метров вдоль берега моря тянется полоса кустарника тамариска, на котором в июне в солнечные дни образуется великое множество пар. Согласно нашему учету, смешанные пары с участием красных и черных жуков здесь возникают значительно чаще, чем ожидается, — не в 48% случаев, а в 62%.

Спаривание красных адалий с различным рисунком на надкрыльях.

Помимо этого был получен еще один интересный результат. Мы изучили образование пар не только в Ялте, но и в Севастополе, где черных жуков в популяции значительно меньше — 25%. Оказалось, что в обоих городах наиболее часто спариваются жуки более редкой окраски: в Ялте — красные, в Севастополе — черные. Иными словами, более редкая для данного сообщества внешность пользуется большим успехом.

Английские исследователи в серии работ тщательно изучили формирование пар как в природе, так и в лаборатории. Они выявили, что, независимо от собственной окраски, самки адалии предпочитают спариваться с черными, а не красными самцами. Степень такого предпочтения удалось измерить и выразить количественно. Для самок, собранных в природе, она оказалась равной примерно 20%. Далее проводился отбор на большую склонность спариваться именно с черными самцами. К десятому поколению предпочтение возросло до 60%. Успех искусственного отбора по такому сложному поведенческому признаку показал, что влечение самок к черным самцам определяется их генами. Из этих опытов также следует, что коровки различают цвета партнеров. Удалось экспериментально смоделировать ситуацию полового отбора — важного, открытого Ч.Дарвином механизма эволюции, который действует в разных группах организмов, создавая такие украшения особей, как пышные хвосты или яркую окраску самцов у птиц, рога у оленей, бороды у мужчин и пр.

Сколько же нужно самцов

Если один самец может оплодотворить несколько десятков самок, то сколько же нужно самцов в популяции? При рождении их обычно появляется 50%, так как у жуков, как и у человека, пол определяется половыми хромосомами, X и Y, и такой хромосомный механизм обеспечивает соотношение полов 1:1, т.е. равную долю самцов и самок. При избытке ресурсов самцы не конкурируют за пищу с самками и их присутствие в значительном числе для сообщества не вредно. Однако при ограниченности ресурсов самцы на всех стадиях жизни конкурируют с самками, от количества и плодовитости которых зависит появление в достаточном числе особей следующего поколения. Учитывая высокую сексуальную активность самцов, можно предположить, что в неблагоприятных условиях их доля могла бы быть значительно меньше 50%, например 10%. В действительности надо учитывать еще один фактор: при малом числе самцов резко увеличивается вероятность их спаривания с сестрами и дочерьми, а в таких кровосмесительных браках потомство оказывается нежизнеспособным, что и было показано для двуточечной божьей коровки в многочисленных экспериментах.

Таким образом, оптимальная доля самцов в сообществе определяется наличием ресурсов, их половой активностью и вредными последствиями близкородственных скрещиваний. От экологических условий явно должен зависеть первый фактор. И действительно, изучение полового состава популяций адалии в различных точках Европы показало, что и в Западной и в Восточной Европе доля самцов уменьшается с юга, более богатого ресурсами, к северу. Если на юге Франции и в Крыму соотношение самцов и самок 50:50, то в Петербурге самцов 30%, а в Стокгольме их всего 18%!

Еще одно спаривание красных адалий с различным рисунком на надкрыльях.

Каким образом регулируется соотношение полов? Большая часть самок оставляет в потомстве равное число самцов и самок в соответствии с хромосомным механизмом определения пола. Однако, как писал еще в 1947 г. Лусис, часть самок производит чисто женское потомство. Эта особенность оказалась наследственной, дочери и внучки исключительных самок также дают однополое потомство, спариваясь с самцами из нормальных семей.

Открытие Лусиса не привлекало особого внимания до начала 90-х годов, когда работающая в Кембридже группа английских исследователей не только воспроизвела его наблюдения, но и определила действующий фактор, вызывающий появление чисто женского потомства. Оказалось, что в цитоплазме клеток адалии обитают бактерии, для самок — безвредные симбионты, а для самцов — убийственный патоген. Как бактерии узнают пол зародышей, в клетки которого они попадают, до сих пор не известно, как не ясен и механизм, посредством которого они умерщвляют самцов.

Обнаруженные в Англии бактерии относятся к риккетсиям, которые широко известны (к риккетсиям принадлежит и возбудитель такой страшной болезни человека, как сыпной тиф). Риккетсии божьих коровок, однако, никакой опасности для теплокровных, в том числе и для мужчин, не представляют.

Проводившиеся нами начиная с 1994 г. исследования соотношения полов у адалий России дали совершенно неожиданный результат — тот же самый эффект, т.е. передающаяся в поколениях способность производить чисто женское потомство вызывается совершенно другими, чем в Англии, бактериями *. Риккетсия, правда, тоже была найдена, но встречается она очень редко, а преобладают две другие бактерии — спироплазма и вольбахия. В Москве одной из этих бактерий заражена каждая десятая самка адалии; в Санкт-Петербурге примерно 40% самок заражены спироплазмой, а в Стокгольме спироплазма обнаружена не менее чем у половины самок. Понятно, что если половина всех самок производит только дочерей, а другая половина — и дочерей, и сыновей, то соотношение полов в популяции окажется сдвинуто: действительно, как уже говорилось, в Стокгольме нашли только 18% самцов.

Без них не обходятся и божьи коровки. В лабораторных условиях нередко можно наблюдать некрофилию: самцы спариваются с умершими самками (а иногда и с мертвыми самцами). Спаривание в этом случае может продолжаться долго, столь же долго, как и с живым партнером.

Содомию (скотоложество) изредко можно заметить у божьих коровок в природе. Самцы одного вида могут спариваться с самками другого. В некоторых случаях результат такого извращения бывает трагическим — из-за несоответствия формы половых органов партнеры пытаются, но не могут разойтись, травмируя друг друга. Межвидовые скрещивания не дают потомство, и спаривание самца с самкой другого вида может считаться биологически бессмысленным и даже вредным.

Божьим коровкам, несмотря на их название и их симпатичную внешность, свойственна склонность к каннибализму. Особенно она проявляется у личинок. Но и взрослые особи не брезгуют себе подобными, нередко поедая яйца своего вида. Яйца съедаются даже отложившей их самкой, если она не находит другой пищи. Как следует трактовать такое поведение? Нехватка пищи свидетельствует о том, что ее может не найтись и для личинок, которые вылупятся из яиц и без корма скоро погибнут. Съедая яйца, самка пополняет свои ресурсы, необходимые для откладки последующих порций яиц, в более удобном месте или в более подходящее время. У голодающей самки возможна задержка яйцекладки, и она не сможет воспользоваться более благоприятной для ее потенциального потомства ситуацией. Таким образом, материнский каннибализм имеет больше биологического смысла, чем склонность самцов к содомии или некрофилии.

Половая распущенность, как оказалось, наказуема не только у людей, но и у божьих коровок: у адалии обнаружена чрезвычайно редкая в мире беспозвоночных венерическая болезнь.

При изучении адалий, собранных на стенах Института общей генетики в Москве во время их осеннего лета на зимовку, выяснилось, что почти половина жуков заражена клещами. Клещи находятся на внутренней поверхности надкрылий. Они желто-оранжевого цвета, имеют крестообразную форму и неподвижны. К активному передвижению способны только личинки. Сидящие под надкрылиями самки клещей обычно окружены скоплением беловатых яиц. На одном жуке можно насчитать до 20 взрослых клещей. Ранее подобные паразиты были найдены на тропических божьих коровках и получили название “кокциполипус”.

При изучении московских клещей в Кембридже (в Англии их почему-то нет) выявилось два важных факта. Во-первых, среди коровок клещи распространяются в основном половым путем, чему чрезвычайно благоприятствует длительная копуляция: подвижные личинки клещей переползают с самца на самку или с самки на самца во время спаривания. Во-вторых, хотя клещи заметно не влияют на поведение жуков и продолжительность их жизни, они радикально изменяют физиологию самок: оплодотворенная и ранее плодовитая самка начинает откладывать неспособные к развитию яйца. Передача клещей при спаривании и патологические изменения у зараженных самок позволяют рассматривать отношения паразита (кокциполипуса) и хозяина (адалии) как случай передающейся половым путем (венерической) болезни. Такие хорошо известные у человека болезни почти совсем не встречаются у низших организмов. Свойственные адалиям массовые и беспорядочные спаривания, несомненно, способствуют распространению клещей. В отдельные сезоны почти 100% адалий может быть заражено клещами.

Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований.
Проекты 96-04-49072, 96-15-97781, 99-04-48193, 00-15-97777.

Возможно, что-то из рассказанного о личной жизни божьих коровок напомнит читателю некоторые проявления сексуальной жизни людей. Такому сходству можно дать два объяснения. Половое размножение у всех животных преследует одни и те же цели и осуществляется в форме взаимодействия двух функционально различных партнеров. Вероятно, те или иные черты сходства полового процесса у совершенно разных организмов возникали в эволюции независимо и повторно, поскольку Природа с ограниченным набором средств решала одни и те же задачи. Однако возможно и другое объяснение. При прочтении генома человека оказалось, что значительная часть его генов имеется и в уже расшифрованных геномах беспозвоночных — мухи-дрозофилы и червя-нематоды. Не общие ли гены программируют сходное поведение как насекомых, так и высших позвоночных?

Читать также  Дисковый нож плуга назначение

Описание и особенности

Для людей это крошечное создание совершенно безобидно, и по отношению к ним проявляет лишь доверчивость и миролюбие. Поэтому его запросто можно посадить на свою руку и поведать ему о своих надеждах и желаниях.

А наши предки верили, что, выслушав их, оно улетает прямо на Небеса, где обо всём рассказывает покровителям рода человеческого, передавая все людские просьбы и послания.

Думается, пятнистый окрас этой букашки издревле напоминал жителям Руси замечательных домашних животных, чьё молоко во все времена было питательным и вкусным. И именно по этой причине назвали такое существо – божья коровка. Кстати, оно тоже способно вырабатывать молоко, правда далеко не такое полезное и белоснежное. Но об этом позже.

Семейство этих крохотных представителей животного мира носит одинаковое с ними название и причисляется биологами к отряду жесткокрылых. Размеры членов его варьируются от 4 мм, доходя до сантиметровой величины.

Форма тела таких существ при взгляде сверху – овальная, но вытянутая лишь слегка, описанная плавными линиями, почти круглая. С боков это горка, снизу плоская, на шести тоненьких, состоящих из члеников, ножках. Тело некоторых видов покрывают едва заметные волоски.

У божьих коровок совсем короткая голова. Она крепится неподвижно с другой областью – переднегрудью. Основная часть туловища разделяется на три составляющих: надкрылья со сложенными под ними крыльями; другими двумя являются брюшко, сформированное из шести сегментов, и лапки.

Глаза этих существ достаточно крупные. А усики, как и многие другие части тела данных букашек, построенные из ряда члеников, отличаются значительной гибкостью.

Божья коровка жук или насекомое? С полным правом её можно считать, как к тем, так и к другим. И это естественно, ведь жуки (жесткокрылые) являются самым многочисленным по количеству видов отрядом, причисляемым к классу насекомых.

За исключением самых холодных земных зон данные представители животного мира обитают везде, то есть членов этого семейства возможно обнаружить почти в любом из уголков нашей грандиозной планеты.

В семействе божьих коровок только одних родов насчитывается около 360. А вот видов в составе их, как можно догадаться, значительно больше, а именно более 4000. Все члены их в природе выделяются яркой расцветкой. И это совсем не случайно, ведь подобный наряд дарован букашке природой, чтобы отпугивать возможных недоброжелателей.

Правда в зависимости от вида она может быть самая разная. Экзотические редкие разновидности данных существ пестрят коричневыми и тёмно-синими оттенками с добавлением белых, красных, жёлтых, чёрных узоров. Но привычнее всего для нас всё-таки насыщенно жёлтые, а чаще даже – ярко-красные букашки с тёмными пятнами, черной передней частью и лапками.

Отличительной чертой наряда большинства видов божьих коровок являются точки (пятна). Их может быть от двух до семнадцати, в некоторых случаях даже более, штук. Само семейство божьих коровок разделяется на 7 подсемейств. А наиболее интересные из разновидностей с некоторыми дополнениями будут упомянуты далее.

  • Семиточечная Божья коровка – самая распространённая разновидность на европейской территории. Величина её представителей обычно бывает не более 8 мм. Её ярко-красный наряд, как понятно из названия, отмечен семью чёрными пятнами.

Надкрылья её украшают по три чёрных крупных отметины и ещё одна выделяется на передней части спинки. Кроме того, у основания этих существ имеются два небольших, симметрично расположенных, белых пятнышка.

  • Двухточечная Божья коровка. Длина этого крошечного существа составляет всего-то полсантиметра. Такие букашки обитают не только на Европейском континенте, но и в Северной Америке.

В Латвии данные члены животного царства являются вот уже почти три десятилетия официально объявленными национальными насекомыми. Расцветка их составляется из тёмно-красного и чёрного цветов.

  • Божья коровка азиатская. Этот вид принято разделять на два подвида, которые между собой легко различить чисто внешне по расцветке. Один из них чёрный с оранжево-красными отметинами на надкрыльях и светло-жёлтыми спереди.

Всего пятен 19 штук. У другого основной фон жёлтый, украшенный мелкими и крупными чёрными точками.

  • Коровка изменчивая. Расцветка этого небольшого представителя семейства состоит из жёлто-красных и чёрных областей. Шесть чёрных пятен, украшающих надкрылья, отличаются изменчивостью.

Часть из них может сливаться или даже полностью отсутствовать. Обитают такие коровки в Европе, и с некоторых пор они завезены в Америку.

  • Божья коровка бесточечная является ярким подтверждением того, что не у всех видов описываемых насекомых есть пятна. Правда, подобная разновидность весьма редкая. Наряд её может быть коричневым или красным. Тонкие и мелкие ворсинки покрывают тело таких коровок.

  • Синяя божья коровка. Эта разновидность действительно имеет такой необычный оттенок надкрыльев. Встречаются эти мелкие букашки, длина тела которых обычно не превышает 4 мм, на Австралийском континенте.

Образ жизни и среда обитания

Разумеется, что такие существа умеют летать, об этом говорится даже в детских считалочках. И они имеют целых две пары крыльев. Правда для воздушных перемещений приспособлены только задние из них, а передние в ходе эволюции превратились в жёсткие защитные надкрылья.

Природа надёжно обезопасила от посягательств недоброжелателей это насекомое. Божья коровка настолько яркая, что способна отпугнуть хищников. Но здесь играет роль не только слишком приметная окраска.

Неплохой защитой от потенциальных нападающих становится особая естественная жидкость, выделяемая такими букашками в предчувствии опасности. Её-то и принято называть молоком коровки.

Оно имеет неприятный запах, ядовито, обладает жёлтым оттенком, а в состав его входит кантаридин. Такое молоко отпугивает всех коварных хищников, даже грозных тарантулов. И почти никто в природе не смеет трогать безобидную божью коровку.

Однако, есть всё-таки насекомое-паразит, от которого у таких существ нет защиты. Это динокампусы. Они постепенно убивают коровок и их куколки, поместив туда свои яйца, которые при развитии уничтожают их.

Место обитания божьих коровок зависит от их разновидности. Одни их них прекрасно приспособились жить на лугах близь рек и ручьёв; другие могут существовать только на деревьях. Известны разновидности, которые селятся лишь на каких-то определённых типах флоры, к примеру, водных растениях, тростнике, осоке, полевых травах; некоторые выискивают места скопления тли, потому что ей питаются.

Однако, божьи коровки любого вида не социальны и предпочитают по большей части существование, обособленное от сородичей. Но в определённые периоды они нарушают данное правило. К примеру, в сезон размножения или, когда собираются вместе для зимних перелётов в области планеты, где нет стужи.

Вообще разные виды божьих коровок проводят холодное время года по-своему. Те из них, которые приспособились к жизни в умеренных областях и являются оседлыми, обычно выбирают удобные укрытия от ветров и морозов: террасы, гаражи, сараи, дома.

Иногда они в поисках убежища объединяются в группы, даже большие сообщества, количество особей в которых исчисляется десятками миллионов. Зимой они могут прятаться в кучах листвы, коры и каменистых развалинах.

Питание

Эти миролюбивые для людей создания для живых организмов своего размера и типа весьма опасны и являются прожорливыми хищниками. Но даже своей плотоядностью приносят человеку немалую пользу. Ведь те, кого они поедают, слывут злостными вредителями и паразитами.

Что едят божьи коровки? Они уничтожают полчища тли (взрослая особь способна съесть за день их около сотни), поедают других насекомых, их яйца, а также гусениц, куколок и даже бабочек.

А потому, чтобы спасти сельхоз угодья, божьих коровок нарочно разводят и во множестве сбрасывают с самолётов. Если им не хватает питания, они с удовольствием перекидываются на яйца известного вредителя картофельных посадок – колорадского жука.

Но есть виды данных насекомых в чей рацион включены лишь растительные корма: цветы, листья, пыльца, в некоторых случаях – плоды растений, грибы. Вот они действительно подчас становятся большой проблемой, нанося урон полям и растущим на них культурам.

Однако, такие разновидности больше заселяют юг Азии. В России они существуют (к примеру, люцерновая и бесточечная коровки), но встречаются нечасто.

Некоторые относят данную букашку к вредителям, только потому что путают с другими. К примеру, есть насекомое, похожее на божью коровку. Это эпиляхна. Она пожирает картофельную ботву, вредит помидорам, тыкве, кукурузе, огурцам.

Ещё её называют картофельной коровкой. От описываемых насекомых она отличается тусклостью красок наряда, обилием пятен (их целых 28 штук), а при ближайшем рассмотрении можно увидеть на теле тоненькие белёсые волоски.

Размножение и продолжительность жизни

Лишь только эти букашки успевают отойти от зимних перипетий, перелёта или спячки, инстинкт начинает подталкивать их к воспроизводству себе подобных. И преступают они к данному процессу где-то к середине весны.

Сформировавшиеся экземпляры (обычно это особи не моложе 3 месяцев или полугода) готовятся к спариванию. Самцы, повинуясь природной программе, находят себе партнёрш по их уникальному запаху. Он исходит от специфических выделений женских особей.

Далее самки прикрепляют свои, суженные к концам и овальные по форме, яйца к листикам растений с тыльной стороны. Коровки нарочно выбирают те места, где для грядущего потомства намечается достаточный запас корма, чаще всего в эпицентре колоний пригодных для пищи насекомых, к примеру, тли.

Яйца коровок бывают по цвету белыми, оранжевыми или жёлтыми, а количество их может доходить до четырёх сотен штук в одной кладке.

Печально, но, сделав своё дело, самка умирает. Но жизнь продолжается, потому что из яиц вскоре (не позднее, чем через две недели) проклёвываются плоской формы или овальные личинки.

Окрас их пёстрый и представляет собой некую композицию из чёрных, белых, но более – оранжевых и жёлтых областей. А у некоторых видов коровок личинки покрыты тонкими волосками или щетинками.

Поначалу для жизни им вполне бывает достаточно тех питательных веществ, которые содержит оболочка собственного яйца. Но уже через несколько дней будущая коровка начинает истреблять вредителей. В день одна личинка способна поглотить до полусотни экземпляров тли.

А сборище их быстро расправляется с целыми колониями. За насыщением и ростом проходит один или два месяца, а далее наступает другая стадия – окукливание.

Именно в данный период формируются все части тела взрослой коровки. Она выходит из куколки где-то через неделю или 10 дней. Срок существования божьей коровки совсем недолог. Он может составить лишь 10 месяцев, но, если особь не испытывает недостатка в кормах, в некоторых случаях продлевается до двух лет.

«>

Оцените статью
Добавить комментарий

Как определить пол божьей коровки

Название: Сексуальная жизнь божьей коровки
Раздел: Рефераты по биологии
Тип: доклад Добавлен 05:36:52 05 января 2002 Похожие работы
Просмотров: 934 Комментариев: 16 Оценило: 5 человек Средний балл: 4.8 Оценка: неизвестно Скачать

СЕКСУАЛЬНАЯ ЖИЗНЬ БОЖЬЕЙ КОРОВКИ

Предмет этих заметок может показаться занятным неспециалисту. Для биолога же проблема полового размножения в тех конкретных формах, в которых оно осуществляется у разных организмов, не просто любопытна, а представляет огромный интерес с позиций эволюционной теории. Действительно, каждый отдельный организм смертен, а их совокупность, т.е. биологический вид, — потенциально бессмертна. Смысл существования организма (не будем здесь рассуждать о смысле жизни человека) — сохранение своих генов в потомстве. Для успешного решения этой задачи нужно произвести как можно больше потомков, в той или иной степени обеспечить их ресурсами и, наконец, соединить свои гены с генами наиболее подходящего партнера (поскольку большинство высших организмов размножается половым путем). Каждый вид по-своему решает эти общие задачи. Неудачные способы отбрасываются в ходе эволюции, а то огромное разнообразие форм взаимодействия мужских и женских особей разных видов, наблюдаемое биологами, хотя, без сомнения, и обеспечивает сохранение генов в потомстве, но далеко не всегда нам понятно.

Речь пойдет о насекомых, а именно о тех ярко окрашенных и симпатичных жуках, которых называют божьими коровками *. Это народное название очень старое, повторяющееся в разных вариантах на нескольких европейских языках и санскрите и отражающее какие-то древние верования. В них улетающее в небо красное насекомое воспринималось как животное, принадлежащее Богу и возвращающееся к нему. Поведение божьих коровок при размножении хорошо изучено; порой оно сходно с поведением других насекомых, отдельные же из описываемых ниже явлений совершенно своеобразны.

* Подробнее см.: Захаров И.А. Красное и черное // Природа. 1992. №5. С.46-51.

Встреча полов, ухаживание и спаривание

У некоторых видов божьих коровок, например у сибирской хармонии, самцы и самки легко различимы: голова самца белая, самки — черная с белым пятнышком. Самцов и самок европейских видов внешне отличить трудно или даже невозможно. Для этого их приходится умерщвлять и вскрывать, а то и дожидаться момента спаривания, когда самец занимает определенную позицию — сверху, на спинке самки.

Если самцов и самок на несколько дней изолировать, а потом соединить, поместив в прозрачную чашку Петри, спаривание может произойти в течение нескольких секунд. Распознавание партнера происходит почти мгновенно, и если самка зрелая, уже имевшая сексуальный опыт, то сколько-нибудь продолжительного “ухаживания” не требуется. Напротив, при встрече готового к спариванию самца и молодой, еще девственной самки разыгрываются душещипательные сцены обольщения, преследования, борьбы и, наконец, лишения невинности.

Опишем, как это происходит у наиболее часто встречающейся в Европе и особенно хорошо изученной двуточечной божьей коровки (Adalia bipunktata ).

При встрече с другим жуком самец адалии старается забраться на спину. Если под ним оказался жук иного вида или не женского пола, самец немедленно слезает. Если же это самка, он делает попытку спариться с ней.

Во время спаривания самка не занимается активными поисками пищи, хотя и не отказывается от нее. Самец адалии во время спаривания обычно не двигается, а если он относится к более крупным видам (например, семиточечным коровкам), ведет себя темпераментно, “страстно”, периодически резко раскачиваясь слева направо, так что наблюдать за этими парами малолетним детям не рекомендуется.

Спаривание жуков адалия:

самка приподнимает брюшко, препятствуя самцу осуществить эффективное спаривание (вверху );

самка пытается сбросить самца (внизу ).

Адалии — чуть ли не единственный вид животных, самцы которого способны во время одного спаривания эякулировать два-три раза. Спаривание у них, как и у других божьих коровок, продолжается исключительно долго — от одного до нескольких (чуть ли не до восьми-девяти) часов. Адалии в благоприятных условиях способны спариваться ежедневно и, вероятно, даже по нескольку раз в день.

Каков биологический смысл такой длительной, многочасовой копуляции? Казалось бы, она вредна: жуки, во всяком случае самцы, при этом не питаются, пары малоподвижны и на них могут напасть хищники. Почему же эволюция растянула процесс спаривания на столь длительное время? На этот вопрос сейчас можно дать только один ответ: это выгодно самцу; он препятствует спариванию самки с другими жуками и тем самым увеличивает шансы на передачу своих генов потомству. Если самцы млекопитающих обычно придерживаются активной тактики, отгоняя конкурентов от своей избранницы или своего гарема, то тактика самцов божьих коровок пассивная — просто долго сидеть на самке, не прерывая с ней контакта и тем самым лишая конкурентов возможности спаривания.

Запаса спермы, который получает самка адалии, хватает для откладки около 550 оплодотворенных яиц. При обычном размере кладки в 15-20 штук (максимально — до 40) однократно оплодотворенная самка оставляет способные к развитию яйца в течение примерно месяца. При повторных спариваниях за сезон она может отложить более 1000 штук.

Если спермы, полученной от одного самца, хватает на оплодотворение большого числа яиц в течение длительного времени, то каков биологический смысл повторных и многократных спариваний божьих коровок? Выгода для самца очевидна — он реализует свое стремление передать гены как можно большему числу потомков. Для самки ответ не столь ясен; вероятно, оставляя от каждого самца потомство, она разнообразит ту “генетическую среду”, в которую будут включены ее гены. Один из многих партнеров может оказаться особенно хорошим производителем, и именно от него появится наиболее удачное потомство, которое в свою очередь сохранит и воспроизведет ее гены.

Для биолога вид Adalia интересен тем, что он — полиморфный: в одной и той же местности обитают жуки совершенно разной окраски, образующие единое сообщество *. В европейских популяциях встречаются два типа окраски надкрыльев — красный с двумя черными точками и черный с четырьмя или шестью красными пятнами. В разных местах численно преобладают либо красные (например, в Москве более 90%), либо черные (в Петербурге 80%). Если в Ялте, например, черных в популяции 60% и жуки спариваются случайно, не обращая внимания на окраску партнера, то следует ожидать образование пар: красная самка и красный самец в 16% случаев, черная самка и черный самец в 36% случаев и с разной окраской партнеров в 48% случаев.

* Подробнее см.: Захаров И.А. // Генетика. 1995. Т.31. №2. С.149-161.

Как происходят спаривания адалий в природе, впервые изучили еще в начале прошлого века в Германии, а в 1961 г. советский зоолог и генетик Янис Янович Лусис опубликовал результаты обширных наблюдений, полученные им в Москве и в Риге. Его данные свидетельствовали о неслучайном образовании пар.

Наилучшее место для проведения таких исследований — морская набережная Ялты. На несколько сотен метров вдоль берега моря тянется полоса кустарника тамариска, на котором в июне в солнечные дни образуется великое множество пар. Согласно нашему учету, смешанные пары с участием красных и черных жуков здесь возникают значительно чаще, чем ожидается, — не в 48% случаев, а в 62%.

Спаривание красных адалий с различным рисунком на надкрыльях.

Помимо этого был получен еще один интересный результат. Мы изучили образование пар не только в Ялте, но и в Севастополе, где черных жуков в популяции значительно меньше — 25%. Оказалось, что в обоих городах наиболее часто спариваются жуки более редкой окраски: в Ялте — красные, в Севастополе — черные. Иными словами, более редкая для данного сообщества внешность пользуется большим успехом.

Английские исследователи в серии работ тщательно изучили формирование пар как в природе, так и в лаборатории. Они выявили, что, независимо от собственной окраски, самки адалии предпочитают спариваться с черными, а не красными самцами. Степень такого предпочтения удалось измерить и выразить количественно. Для самок, собранных в природе, она оказалась равной примерно 20%. Далее проводился отбор на большую склонность спариваться именно с черными самцами. К десятому поколению предпочтение возросло до 60%. Успех искусственного отбора по такому сложному поведенческому признаку показал, что влечение самок к черным самцам определяется их генами. Из этих опытов также следует, что коровки различают цвета партнеров. Удалось экспериментально смоделировать ситуацию полового отбора — важного, открытого Ч.Дарвином механизма эволюции, который действует в разных группах организмов, создавая такие украшения особей, как пышные хвосты или яркую окраску самцов у птиц, рога у оленей, бороды у мужчин и пр.

Сколько же нужно самцов

Если один самец может оплодотворить несколько десятков самок, то сколько же нужно самцов в популяции? При рождении их обычно появляется 50%, так как у жуков, как и у человека, пол определяется половыми хромосомами, X и Y, и такой хромосомный механизм обеспечивает соотношение полов 1:1, т.е. равную долю самцов и самок. При избытке ресурсов самцы не конкурируют за пищу с самками и их присутствие в значительном числе для сообщества не вредно. Однако при ограниченности ресурсов самцы на всех стадиях жизни конкурируют с самками, от количества и плодовитости которых зависит появление в достаточном числе особей следующего поколения. Учитывая высокую сексуальную активность самцов, можно предположить, что в неблагоприятных условиях их доля могла бы быть значительно меньше 50%, например 10%. В действительности надо учитывать еще один фактор: при малом числе самцов резко увеличивается вероятность их спаривания с сестрами и дочерьми, а в таких кровосмесительных браках потомство оказывается нежизнеспособным, что и было показано для двуточечной божьей коровки в многочисленных экспериментах.

Таким образом, оптимальная доля самцов в сообществе определяется наличием ресурсов, их половой активностью и вредными последствиями близкородственных скрещиваний. От экологических условий явно должен зависеть первый фактор. И действительно, изучение полового состава популяций адалии в различных точках Европы показало, что и в Западной и в Восточной Европе доля самцов уменьшается с юга, более богатого ресурсами, к северу. Если на юге Франции и в Крыму соотношение самцов и самок 50:50, то в Петербурге самцов 30%, а в Стокгольме их всего 18%!

Еще одно спаривание красных адалий с различным рисунком на надкрыльях.

Каким образом регулируется соотношение полов? Большая часть самок оставляет в потомстве равное число самцов и самок в соответствии с хромосомным механизмом определения пола. Однако, как писал еще в 1947 г. Лусис, часть самок производит чисто женское потомство. Эта особенность оказалась наследственной, дочери и внучки исключительных самок также дают однополое потомство, спариваясь с самцами из нормальных семей.

Открытие Лусиса не привлекало особого внимания до начала 90-х годов, когда работающая в Кембридже группа английских исследователей не только воспроизвела его наблюдения, но и определила действующий фактор, вызывающий появление чисто женского потомства. Оказалось, что в цитоплазме клеток адалии обитают бактерии, для самок — безвредные симбионты, а для самцов — убийственный патоген. Как бактерии узнают пол зародышей, в клетки которого они попадают, до сих пор не известно, как не ясен и механизм, посредством которого они умерщвляют самцов.

Обнаруженные в Англии бактерии относятся к риккетсиям, которые широко известны (к риккетсиям принадлежит и возбудитель такой страшной болезни человека, как сыпной тиф). Риккетсии божьих коровок, однако, никакой опасности для теплокровных, в том числе и для мужчин, не представляют.

Проводившиеся нами начиная с 1994 г. исследования соотношения полов у адалий России дали совершенно неожиданный результат — тот же самый эффект, т.е. передающаяся в поколениях способность производить чисто женское потомство вызывается совершенно другими, чем в Англии, бактериями *. Риккетсия, правда, тоже была найдена, но встречается она очень редко, а преобладают две другие бактерии — спироплазма и вольбахия. В Москве одной из этих бактерий заражена каждая десятая самка адалии; в Санкт-Петербурге примерно 40% самок заражены спироплазмой, а в Стокгольме спироплазма обнаружена не менее чем у половины самок. Понятно, что если половина всех самок производит только дочерей, а другая половина — и дочерей, и сыновей, то соотношение полов в популяции окажется сдвинуто: действительно, как уже говорилось, в Стокгольме нашли только 18% самцов.

* Подробнее см.: Захаров И.А. Бактерии управляют половым размножением насекомых // Природа. 1999. №5. С.28-34.

Инфицированность андроцидными (убивающими мужской пол) бактериями и есть тот способ, которым регулируется в оптимальном направлении соотношение полов. На севере, где условия существования адалии хуже, зараженность встречается чаще и соотношение полов в пользу самок сдвигается сильнее, чем в средней полосе или на юге. Заметим, что андроцидные бактерии известны и у ряда других насекомых. Однако их нет у позвоночных: все болезнетворные бактерии, например у человека, одинаково действуют и на мужской, и на женский пол.

Без них не обходятся и божьи коровки. В лабораторных условиях нередко можно наблюдать некрофилию: самцы спариваются с умершими самками (а иногда и с мертвыми самцами). Спаривание в этом случае может продолжаться долго, столь же долго, как и с живым партнером.

Содомию (скотоложество) изредко можно заметить у божьих коровок в природе. Самцы одного вида могут спариваться с самками другого. В некоторых случаях результат такого извращения бывает трагическим — из-за несоответствия формы половых органов партнеры пытаются, но не могут разойтись, травмируя друг друга. Межвидовые скрещивания не дают потомство, и спаривание самца с самкой другого вида может считаться биологически бессмысленным и даже вредным.

Божьим коровкам, несмотря на их название и их симпатичную внешность, свойственна склонность к каннибализму. Особенно она проявляется у личинок. Но и взрослые особи не брезгуют себе подобными, нередко поедая яйца своего вида. Яйца съедаются даже отложившей их самкой, если она не находит другой пищи. Как следует трактовать такое поведение? Нехватка пищи свидетельствует о том, что ее может не найтись и для личинок, которые вылупятся из яиц и без корма скоро погибнут. Съедая яйца, самка пополняет свои ресурсы, необходимые для откладки последующих порций яиц, в более удобном месте или в более подходящее время. У голодающей самки возможна задержка яйцекладки, и она не сможет воспользоваться более благоприятной для ее потенциального потомства ситуацией. Таким образом, материнский каннибализм имеет больше биологического смысла, чем склонность самцов к содомии или некрофилии.

Половая распущенность, как оказалось, наказуема не только у людей, но и у божьих коровок: у адалии обнаружена чрезвычайно редкая в мире беспозвоночных венерическая болезнь.

При изучении адалий, собранных на стенах Института общей генетики в Москве во время их осеннего лета на зимовку, выяснилось, что почти половина жуков заражена клещами. Клещи находятся на внутренней поверхности надкрылий. Они желто-оранжевого цвета, имеют крестообразную форму и неподвижны. К активному передвижению способны только личинки. Сидящие под надкрылиями самки клещей обычно окружены скоплением беловатых яиц. На одном жуке можно насчитать до 20 взрослых клещей. Ранее подобные паразиты были найдены на тропических божьих коровках и получили название “кокциполипус”.

При изучении московских клещей в Кембридже (в Англии их почему-то нет) выявилось два важных факта. Во-первых, среди коровок клещи распространяются в основном половым путем, чему чрезвычайно благоприятствует длительная копуляция: подвижные личинки клещей переползают с самца на самку или с самки на самца во время спаривания. Во-вторых, хотя клещи заметно не влияют на поведение жуков и продолжительность их жизни, они радикально изменяют физиологию самок: оплодотворенная и ранее плодовитая самка начинает откладывать неспособные к развитию яйца. Передача клещей при спаривании и патологические изменения у зараженных самок позволяют рассматривать отношения паразита (кокциполипуса) и хозяина (адалии) как случай передающейся половым путем (венерической) болезни. Такие хорошо известные у человека болезни почти совсем не встречаются у низших организмов. Свойственные адалиям массовые и беспорядочные спаривания, несомненно, способствуют распространению клещей. В отдельные сезоны почти 100% адалий может быть заражено клещами.

Возможно, что-то из рассказанного о личной жизни божьих коровок напомнит читателю некоторые проявления сексуальной жизни людей. Такому сходству можно дать два объяснения. Половое размножение у всех животных преследует одни и те же цели и осуществляется в форме взаимодействия двух функционально различных партнеров. Вероятно, те или иные черты сходства полового процесса у совершенно разных организмов возникали в эволюции независимо и повторно, поскольку Природа с ограниченным набором средств решала одни и те же задачи. Однако возможно и другое объяснение. При прочтении генома человека оказалось, что значительная часть его генов имеется и в уже расшифрованных геномах беспозвоночных — мухи-дрозофилы и червя-нематоды. Не общие ли гены программируют сходное поведение как насекомых, так и высших позвоночных?

Статья И.А. Захарова, член-корр. РАН, д.б.н., зам. дир. Института общей генетики им. Н.И.Вавилова РАН.

Фотоальбом

Метки

Новости

Рубрики

  • Фотобанк (2630)
  • Журналистика (530)
  • Моя библиотека (263)
  • ДизайнСофт (247)
  • Царство (244)
  • КрэйтФолио (162)
  • СистемСофт (142)
  • КрэйторСофт (102)
  • Гурмэ (72)
  • Видео-ролики (68)

Ссылки

Подписка по e-mail

Поиск по дневнику

Друзья

Постоянные читатели

Понедельник, 26 Января 2009 г. 01:16 + в цитатник

Читать также  Лампы 6500к для растений

СЕКСУАЛЬНАЯ ЖИЗНЬ БОЖЬЕЙ КОРОВКИ

Илья Артемьевич Захаров, член-корр. РАН, д.б.н.,
зам. дир. Института общей генетики им. Н.И.Вавилова РАН.

Предмет этих заметок может показаться занятным неспециалисту. Для биолога же проблема полового размножения в тех конкретных формах, в которых оно осуществляется у разных организмов, не просто любопытна, а представляет огромный интерес с позиций эволюционной теории. Действительно, каждый отдельный организм смертен, а их совокупность, т.е. биологический вид, — потенциально бессмертна. Смысл существования организма (не будем здесь рассуждать о смысле жизни человека) — сохранение своих генов в потомстве. Для успешного решения этой задачи нужно произвести как можно больше потомков, в той или иной степени обеспечить их ресурсами и, наконец, соединить свои гены с генами наиболее подходящего партнера (поскольку большинство высших организмов размножается половым путем). Каждый вид по-своему решает эти общие задачи. Неудачные способы отбрасываются в ходе эволюции, а то огромное разнообразие форм взаимодействия мужских и женских особей разных видов, наблюдаемое биологами, хотя, без сомнения, и обеспечивает сохранение генов в потомстве, но далеко не всегда нам понятно.

Речь пойдет о насекомых, а именно о тех ярко окрашенных и симпатичных жуках, которых называют божьими коровками *. Это народное название очень старое, повторяющееся в разных вариантах на нескольких европейских языках и санскрите и отражающее какие-то древние верования. В них улетающее в небо красное насекомое воспринималось как животное, принадлежащее Богу и возвращающееся к нему. Поведение божьих коровок при размножении хорошо изучено; порой оно сходно с поведением других насекомых, отдельные же из описываемых ниже явлений совершенно своеобразны.

* Подробнее см.: Захаров И.А. Красное и черное // Природа. 1992. №5. С.46-51.

Встреча полов, ухаживание и спаривание

У некоторых видов божьих коровок, например у сибирской хармонии, самцы и самки легко различимы: голова самца белая, самки — черная с белым пятнышком. Самцов и самок европейских видов внешне отличить трудно или даже невозможно. Для этого их приходится умерщвлять и вскрывать, а то и дожидаться момента спаривания, когда самец занимает определенную позицию — сверху, на спинке самки.

Если самцов и самок на несколько дней изолировать, а потом соединить, поместив в прозрачную чашку Петри, спаривание может произойти в течение нескольких секунд. Распознавание партнера происходит почти мгновенно, и если самка зрелая, уже имевшая сексуальный опыт, то сколько-нибудь продолжительного “ухаживания” не требуется. Напротив, при встрече готового к спариванию самца и молодой, еще девственной самки разыгрываются душещипательные сцены обольщения, преследования, борьбы и, наконец, лишения невинности.

Опишем, как это происходит у наиболее часто встречающейся в Европе и особенно хорошо изученной двуточечной божьей коровки (Adalia bipunktata).

При встрече с другим жуком самец адалии старается забраться на спину. Если под ним оказался жук иного вида или не женского пола, самец немедленно слезает. Если же это самка, он делает попытку спариться с ней.

Во время спаривания самка не занимается активными поисками пищи, хотя и не отказывается от нее. Самец адалии во время спаривания обычно не двигается, а если он относится к более крупным видам (например, семиточечным коровкам), ведет себя темпераментно, “страстно”, периодически резко раскачиваясь слева направо, так что наблюдать за этими парами малолетним детям не рекомендуется.

Спаривание жуков адалия:

самка приподнимает брюшко, препятствуя самцу осуществить эффективное спаривание (вверху);

самка пытается сбросить самца (внизу).

Адалии — чуть ли не единственный вид животных, самцы которого способны во время одного спаривания эякулировать два-три раза. Спаривание у них, как и у других божьих коровок, продолжается исключительно долго — от одного до нескольких (чуть ли не до восьми-девяти) часов. Адалии в благоприятных условиях способны спариваться ежедневно и, вероятно, даже по нескольку раз в день.

Каков биологический смысл такой длительной, многочасовой копуляции? Казалось бы, она вредна: жуки, во всяком случае самцы, при этом не питаются, пары малоподвижны и на них могут напасть хищники. Почему же эволюция растянула процесс спаривания на столь длительное время? На этот вопрос сейчас можно дать только один ответ: это выгодно самцу; он препятствует спариванию самки с другими жуками и тем самым увеличивает шансы на передачу своих генов потомству. Если самцы млекопитающих обычно придерживаются активной тактики, отгоняя конкурентов от своей избранницы или своего гарема, то тактика самцов божьих коровок пассивная — просто долго сидеть на самке, не прерывая с ней контакта и тем самым лишая конкурентов возможности спаривания.

Читать также  Аллергия на тыквенные семечки у взрослого

Запаса спермы, который получает самка адалии, хватает для откладки около 550 оплодотворенных яиц. При обычном размере кладки в 15-20 штук (максимально — до 40) однократно оплодотворенная самка оставляет способные к развитию яйца в течение примерно месяца. При повторных спариваниях за сезон она может отложить более 1000 штук.

Если спермы, полученной от одного самца, хватает на оплодотворение большого числа яиц в течение длительного времени, то каков биологический смысл повторных и многократных спариваний божьих коровок? Выгода для самца очевидна — он реализует свое стремление передать гены как можно большему числу потомков. Для самки ответ не столь ясен; вероятно, оставляя от каждого самца потомство, она разнообразит ту “генетическую среду”, в которую будут включены ее гены. Один из многих партнеров может оказаться особенно хорошим производителем, и именно от него появится наиболее удачное потомство, которое в свою очередь сохранит и воспроизведет ее гены.

Для биолога вид Adalia интересен тем, что он — полиморфный: в одной и той же местности обитают жуки совершенно разной окраски, образующие единое сообщество *. В европейских популяциях встречаются два типа окраски надкрыльев — красный с двумя черными точками и черный с четырьмя или шестью красными пятнами. В разных местах численно преобладают либо красные (например, в Москве более 90%), либо черные (в Петербурге 80%). Если в Ялте, например, черных в популяции 60% и жуки спариваются случайно, не обращая внимания на окраску партнера, то следует ожидать образование пар: красная самка и красный самец в 16% случаев, черная самка и черный самец в 36% случаев и с разной окраской партнеров в 48% случаев.

* Подробнее см.: Захаров И.А. // Генетика. 1995. Т.31. №2. С.149-161.

Наилучшее место для проведения таких исследований — морская набережная Ялты. На несколько сотен метров вдоль берега моря тянется полоса кустарника тамариска, на котором в июне в солнечные дни образуется великое множество пар. Согласно нашему учету, смешанные пары с участием красных и черных жуков здесь возникают значительно чаще, чем ожидается, — не в 48% случаев, а в 62%.

Спаривание красных адалий с различным рисунком на надкрыльях.

Помимо этого был получен еще один интересный результат. Мы изучили образование пар не только в Ялте, но и в Севастополе, где черных жуков в популяции значительно меньше — 25%. Оказалось, что в обоих городах наиболее часто спариваются жуки более редкой окраски: в Ялте — красные, в Севастополе — черные. Иными словами, более редкая для данного сообщества внешность пользуется большим успехом.

Английские исследователи в серии работ тщательно изучили формирование пар как в природе, так и в лаборатории. Они выявили, что, независимо от собственной окраски, самки адалии предпочитают спариваться с черными, а не красными самцами. Степень такого предпочтения удалось измерить и выразить количественно. Для самок, собранных в природе, она оказалась равной примерно 20%. Далее проводился отбор на большую склонность спариваться именно с черными самцами. К десятому поколению предпочтение возросло до 60%. Успех искусственного отбора по такому сложному поведенческому признаку показал, что влечение самок к черным самцам определяется их генами. Из этих опытов также следует, что коровки различают цвета партнеров. Удалось экспериментально смоделировать ситуацию полового отбора — важного, открытого Ч.Дарвином механизма эволюции, который действует в разных группах организмов, создавая такие украшения особей, как пышные хвосты или яркую окраску самцов у птиц, рога у оленей, бороды у мужчин и пр.

Сколько же нужно самцов

Если один самец может оплодотворить несколько десятков самок, то сколько же нужно самцов в популяции? При рождении их обычно появляется 50%, так как у жуков, как и у человека, пол определяется половыми хромосомами, X и Y, и такой хромосомный механизм обеспечивает соотношение полов 1:1, т.е. равную долю самцов и самок. При избытке ресурсов самцы не конкурируют за пищу с самками и их присутствие в значительном числе для сообщества не вредно. Однако при ограниченности ресурсов самцы на всех стадиях жизни конкурируют с самками, от количества и плодовитости которых зависит появление в достаточном числе особей следующего поколения. Учитывая высокую сексуальную активность самцов, можно предположить, что в неблагоприятных условиях их доля могла бы быть значительно меньше 50%, например 10%. В действительности надо учитывать еще один фактор: при малом числе самцов резко увеличивается вероятность их спаривания с сестрами и дочерьми, а в таких кровосмесительных браках потомство оказывается нежизнеспособным, что и было показано для двуточечной божьей коровки в многочисленных экспериментах.

Таким образом, оптимальная доля самцов в сообществе определяется наличием ресурсов, их половой активностью и вредными последствиями близкородственных скрещиваний. От экологических условий явно должен зависеть первый фактор. И действительно, изучение полового состава популяций адалии в различных точках Европы показало, что и в Западной и в Восточной Европе доля самцов уменьшается с юга, более богатого ресурсами, к северу. Если на юге Франции и в Крыму соотношение самцов и самок 50:50, то в Петербурге самцов 30%, а в Стокгольме их всего 18%!

Еще одно спаривание красных адалий с различным рисунком на надкрыльях.

Каким образом регулируется соотношение полов? Большая часть самок оставляет в потомстве равное число самцов и самок в соответствии с хромосомным механизмом определения пола. Однако, как писал еще в 1947 г. Лусис, часть самок производит чисто женское потомство. Эта особенность оказалась наследственной, дочери и внучки исключительных самок также дают однополое потомство, спариваясь с самцами из нормальных семей.

Открытие Лусиса не привлекало особого внимания до начала 90-х годов, когда работающая в Кембридже группа английских исследователей не только воспроизвела его наблюдения, но и определила действующий фактор, вызывающий появление чисто женского потомства. Оказалось, что в цитоплазме клеток адалии обитают бактерии, для самок — безвредные симбионты, а для самцов — убийственный патоген. Как бактерии узнают пол зародышей, в клетки которого они попадают, до сих пор не известно, как не ясен и механизм, посредством которого они умерщвляют самцов.

Обнаруженные в Англии бактерии относятся к риккетсиям, которые широко известны (к риккетсиям принадлежит и возбудитель такой страшной болезни человека, как сыпной тиф). Риккетсии божьих коровок, однако, никакой опасности для теплокровных, в том числе и для мужчин, не представляют.

Проводившиеся нами начиная с 1994 г. исследования соотношения полов у адалий России дали совершенно неожиданный результат — тот же самый эффект, т.е. передающаяся в поколениях способность производить чисто женское потомство вызывается совершенно другими, чем в Англии, бактериями *. Риккетсия, правда, тоже была найдена, но встречается она очень редко, а преобладают две другие бактерии — спироплазма и вольбахия. В Москве одной из этих бактерий заражена каждая десятая самка адалии; в Санкт-Петербурге примерно 40% самок заражены спироплазмой, а в Стокгольме спироплазма обнаружена не менее чем у половины самок. Понятно, что если половина всех самок производит только дочерей, а другая половина — и дочерей, и сыновей, то соотношение полов в популяции окажется сдвинуто: действительно, как уже говорилось, в Стокгольме нашли только 18% самцов.

Без них не обходятся и божьи коровки. В лабораторных условиях нередко можно наблюдать некрофилию: самцы спариваются с умершими самками (а иногда и с мертвыми самцами). Спаривание в этом случае может продолжаться долго, столь же долго, как и с живым партнером.

Содомию (скотоложество) изредко можно заметить у божьих коровок в природе. Самцы одного вида могут спариваться с самками другого. В некоторых случаях результат такого извращения бывает трагическим — из-за несоответствия формы половых органов партнеры пытаются, но не могут разойтись, травмируя друг друга. Межвидовые скрещивания не дают потомство, и спаривание самца с самкой другого вида может считаться биологически бессмысленным и даже вредным.

Божьим коровкам, несмотря на их название и их симпатичную внешность, свойственна склонность к каннибализму. Особенно она проявляется у личинок. Но и взрослые особи не брезгуют себе подобными, нередко поедая яйца своего вида. Яйца съедаются даже отложившей их самкой, если она не находит другой пищи. Как следует трактовать такое поведение? Нехватка пищи свидетельствует о том, что ее может не найтись и для личинок, которые вылупятся из яиц и без корма скоро погибнут. Съедая яйца, самка пополняет свои ресурсы, необходимые для откладки последующих порций яиц, в более удобном месте или в более подходящее время. У голодающей самки возможна задержка яйцекладки, и она не сможет воспользоваться более благоприятной для ее потенциального потомства ситуацией. Таким образом, материнский каннибализм имеет больше биологического смысла, чем склонность самцов к содомии или некрофилии.

Половая распущенность, как оказалось, наказуема не только у людей, но и у божьих коровок: у адалии обнаружена чрезвычайно редкая в мире беспозвоночных венерическая болезнь.

При изучении адалий, собранных на стенах Института общей генетики в Москве во время их осеннего лета на зимовку, выяснилось, что почти половина жуков заражена клещами. Клещи находятся на внутренней поверхности надкрылий. Они желто-оранжевого цвета, имеют крестообразную форму и неподвижны. К активному передвижению способны только личинки. Сидящие под надкрылиями самки клещей обычно окружены скоплением беловатых яиц. На одном жуке можно насчитать до 20 взрослых клещей. Ранее подобные паразиты были найдены на тропических божьих коровках и получили название “кокциполипус”.

При изучении московских клещей в Кембридже (в Англии их почему-то нет) выявилось два важных факта. Во-первых, среди коровок клещи распространяются в основном половым путем, чему чрезвычайно благоприятствует длительная копуляция: подвижные личинки клещей переползают с самца на самку или с самки на самца во время спаривания. Во-вторых, хотя клещи заметно не влияют на поведение жуков и продолжительность их жизни, они радикально изменяют физиологию самок: оплодотворенная и ранее плодовитая самка начинает откладывать неспособные к развитию яйца. Передача клещей при спаривании и патологические изменения у зараженных самок позволяют рассматривать отношения паразита (кокциполипуса) и хозяина (адалии) как случай передающейся половым путем (венерической) болезни. Такие хорошо известные у человека болезни почти совсем не встречаются у низших организмов. Свойственные адалиям массовые и беспорядочные спаривания, несомненно, способствуют распространению клещей. В отдельные сезоны почти 100% адалий может быть заражено клещами.

Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований.
Проекты 96-04-49072, 96-15-97781, 99-04-48193, 00-15-97777.

Возможно, что-то из рассказанного о личной жизни божьих коровок напомнит читателю некоторые проявления сексуальной жизни людей. Такому сходству можно дать два объяснения. Половое размножение у всех животных преследует одни и те же цели и осуществляется в форме взаимодействия двух функционально различных партнеров. Вероятно, те или иные черты сходства полового процесса у совершенно разных организмов возникали в эволюции независимо и повторно, поскольку Природа с ограниченным набором средств решала одни и те же задачи. Однако возможно и другое объяснение. При прочтении генома человека оказалось, что значительная часть его генов имеется и в уже расшифрованных геномах беспозвоночных — мухи-дрозофилы и червя-нематоды. Не общие ли гены программируют сходное поведение как насекомых, так и высших позвоночных?

Читать также  Ядовитые растения на территории рязанской области

Описание и особенности

Для людей это крошечное создание совершенно безобидно, и по отношению к ним проявляет лишь доверчивость и миролюбие. Поэтому его запросто можно посадить на свою руку и поведать ему о своих надеждах и желаниях.

А наши предки верили, что, выслушав их, оно улетает прямо на Небеса, где обо всём рассказывает покровителям рода человеческого, передавая все людские просьбы и послания.

Думается, пятнистый окрас этой букашки издревле напоминал жителям Руси замечательных домашних животных, чьё молоко во все времена было питательным и вкусным. И именно по этой причине назвали такое существо – божья коровка. Кстати, оно тоже способно вырабатывать молоко, правда далеко не такое полезное и белоснежное. Но об этом позже.

Семейство этих крохотных представителей животного мира носит одинаковое с ними название и причисляется биологами к отряду жесткокрылых. Размеры членов его варьируются от 4 мм, доходя до сантиметровой величины.

Форма тела таких существ при взгляде сверху – овальная, но вытянутая лишь слегка, описанная плавными линиями, почти круглая. С боков это горка, снизу плоская, на шести тоненьких, состоящих из члеников, ножках. Тело некоторых видов покрывают едва заметные волоски.

У божьих коровок совсем короткая голова. Она крепится неподвижно с другой областью – переднегрудью. Основная часть туловища разделяется на три составляющих: надкрылья со сложенными под ними крыльями; другими двумя являются брюшко, сформированное из шести сегментов, и лапки.

Глаза этих существ достаточно крупные. А усики, как и многие другие части тела данных букашек, построенные из ряда члеников, отличаются значительной гибкостью.

Божья коровка жук или насекомое? С полным правом её можно считать, как к тем, так и к другим. И это естественно, ведь жуки (жесткокрылые) являются самым многочисленным по количеству видов отрядом, причисляемым к классу насекомых.

За исключением самых холодных земных зон данные представители животного мира обитают везде, то есть членов этого семейства возможно обнаружить почти в любом из уголков нашей грандиозной планеты.

В семействе божьих коровок только одних родов насчитывается около 360. А вот видов в составе их, как можно догадаться, значительно больше, а именно более 4000. Все члены их в природе выделяются яркой расцветкой. И это совсем не случайно, ведь подобный наряд дарован букашке природой, чтобы отпугивать возможных недоброжелателей.

Правда в зависимости от вида она может быть самая разная. Экзотические редкие разновидности данных существ пестрят коричневыми и тёмно-синими оттенками с добавлением белых, красных, жёлтых, чёрных узоров. Но привычнее всего для нас всё-таки насыщенно жёлтые, а чаще даже – ярко-красные букашки с тёмными пятнами, черной передней частью и лапками.

Отличительной чертой наряда большинства видов божьих коровок являются точки (пятна). Их может быть от двух до семнадцати, в некоторых случаях даже более, штук. Само семейство божьих коровок разделяется на 7 подсемейств. А наиболее интересные из разновидностей с некоторыми дополнениями будут упомянуты далее.

  • Семиточечная Божья коровка – самая распространённая разновидность на европейской территории. Величина её представителей обычно бывает не более 8 мм. Её ярко-красный наряд, как понятно из названия, отмечен семью чёрными пятнами.

Надкрылья её украшают по три чёрных крупных отметины и ещё одна выделяется на передней части спинки. Кроме того, у основания этих существ имеются два небольших, симметрично расположенных, белых пятнышка.

  • Двухточечная Божья коровка. Длина этого крошечного существа составляет всего-то полсантиметра. Такие букашки обитают не только на Европейском континенте, но и в Северной Америке.

В Латвии данные члены животного царства являются вот уже почти три десятилетия официально объявленными национальными насекомыми. Расцветка их составляется из тёмно-красного и чёрного цветов.

  • Божья коровка азиатская. Этот вид принято разделять на два подвида, которые между собой легко различить чисто внешне по расцветке. Один из них чёрный с оранжево-красными отметинами на надкрыльях и светло-жёлтыми спереди.

Всего пятен 19 штук. У другого основной фон жёлтый, украшенный мелкими и крупными чёрными точками.

  • Коровка изменчивая. Расцветка этого небольшого представителя семейства состоит из жёлто-красных и чёрных областей. Шесть чёрных пятен, украшающих надкрылья, отличаются изменчивостью.

Часть из них может сливаться или даже полностью отсутствовать. Обитают такие коровки в Европе, и с некоторых пор они завезены в Америку.

  • Божья коровка бесточечная является ярким подтверждением того, что не у всех видов описываемых насекомых есть пятна. Правда, подобная разновидность весьма редкая. Наряд её может быть коричневым или красным. Тонкие и мелкие ворсинки покрывают тело таких коровок.

  • Синяя божья коровка. Эта разновидность действительно имеет такой необычный оттенок надкрыльев. Встречаются эти мелкие букашки, длина тела которых обычно не превышает 4 мм, на Австралийском континенте.

Образ жизни и среда обитания

Разумеется, что такие существа умеют летать, об этом говорится даже в детских считалочках. И они имеют целых две пары крыльев. Правда для воздушных перемещений приспособлены только задние из них, а передние в ходе эволюции превратились в жёсткие защитные надкрылья.

Природа надёжно обезопасила от посягательств недоброжелателей это насекомое. Божья коровка настолько яркая, что способна отпугнуть хищников. Но здесь играет роль не только слишком приметная окраска.

Неплохой защитой от потенциальных нападающих становится особая естественная жидкость, выделяемая такими букашками в предчувствии опасности. Её-то и принято называть молоком коровки.

Оно имеет неприятный запах, ядовито, обладает жёлтым оттенком, а в состав его входит кантаридин. Такое молоко отпугивает всех коварных хищников, даже грозных тарантулов. И почти никто в природе не смеет трогать безобидную божью коровку.

Однако, есть всё-таки насекомое-паразит, от которого у таких существ нет защиты. Это динокампусы. Они постепенно убивают коровок и их куколки, поместив туда свои яйца, которые при развитии уничтожают их.

Место обитания божьих коровок зависит от их разновидности. Одни их них прекрасно приспособились жить на лугах близь рек и ручьёв; другие могут существовать только на деревьях. Известны разновидности, которые селятся лишь на каких-то определённых типах флоры, к примеру, водных растениях, тростнике, осоке, полевых травах; некоторые выискивают места скопления тли, потому что ей питаются.

Однако, божьи коровки любого вида не социальны и предпочитают по большей части существование, обособленное от сородичей. Но в определённые периоды они нарушают данное правило. К примеру, в сезон размножения или, когда собираются вместе для зимних перелётов в области планеты, где нет стужи.

Вообще разные виды божьих коровок проводят холодное время года по-своему. Те из них, которые приспособились к жизни в умеренных областях и являются оседлыми, обычно выбирают удобные укрытия от ветров и морозов: террасы, гаражи, сараи, дома.

Иногда они в поисках убежища объединяются в группы, даже большие сообщества, количество особей в которых исчисляется десятками миллионов. Зимой они могут прятаться в кучах листвы, коры и каменистых развалинах.

Питание

Эти миролюбивые для людей создания для живых организмов своего размера и типа весьма опасны и являются прожорливыми хищниками. Но даже своей плотоядностью приносят человеку немалую пользу. Ведь те, кого они поедают, слывут злостными вредителями и паразитами.

Что едят божьи коровки? Они уничтожают полчища тли (взрослая особь способна съесть за день их около сотни), поедают других насекомых, их яйца, а также гусениц, куколок и даже бабочек.

А потому, чтобы спасти сельхоз угодья, божьих коровок нарочно разводят и во множестве сбрасывают с самолётов. Если им не хватает питания, они с удовольствием перекидываются на яйца известного вредителя картофельных посадок – колорадского жука.

Но есть виды данных насекомых в чей рацион включены лишь растительные корма: цветы, листья, пыльца, в некоторых случаях – плоды растений, грибы. Вот они действительно подчас становятся большой проблемой, нанося урон полям и растущим на них культурам.

Однако, такие разновидности больше заселяют юг Азии. В России они существуют (к примеру, люцерновая и бесточечная коровки), но встречаются нечасто.

Некоторые относят данную букашку к вредителям, только потому что путают с другими. К примеру, есть насекомое, похожее на божью коровку. Это эпиляхна. Она пожирает картофельную ботву, вредит помидорам, тыкве, кукурузе, огурцам.

Ещё её называют картофельной коровкой. От описываемых насекомых она отличается тусклостью красок наряда, обилием пятен (их целых 28 штук), а при ближайшем рассмотрении можно увидеть на теле тоненькие белёсые волоски.

Размножение и продолжительность жизни

Лишь только эти букашки успевают отойти от зимних перипетий, перелёта или спячки, инстинкт начинает подталкивать их к воспроизводству себе подобных. И преступают они к данному процессу где-то к середине весны.

Сформировавшиеся экземпляры (обычно это особи не моложе 3 месяцев или полугода) готовятся к спариванию. Самцы, повинуясь природной программе, находят себе партнёрш по их уникальному запаху. Он исходит от специфических выделений женских особей.

Далее самки прикрепляют свои, суженные к концам и овальные по форме, яйца к листикам растений с тыльной стороны. Коровки нарочно выбирают те места, где для грядущего потомства намечается достаточный запас корма, чаще всего в эпицентре колоний пригодных для пищи насекомых, к примеру, тли.

Яйца коровок бывают по цвету белыми, оранжевыми или жёлтыми, а количество их может доходить до четырёх сотен штук в одной кладке.

Печально, но, сделав своё дело, самка умирает. Но жизнь продолжается, потому что из яиц вскоре (не позднее, чем через две недели) проклёвываются плоской формы или овальные личинки.

Окрас их пёстрый и представляет собой некую композицию из чёрных, белых, но более – оранжевых и жёлтых областей. А у некоторых видов коровок личинки покрыты тонкими волосками или щетинками.

Поначалу для жизни им вполне бывает достаточно тех питательных веществ, которые содержит оболочка собственного яйца. Но уже через несколько дней будущая коровка начинает истреблять вредителей. В день одна личинка способна поглотить до полусотни экземпляров тли.

А сборище их быстро расправляется с целыми колониями. За насыщением и ростом проходит один или два месяца, а далее наступает другая стадия – окукливание.

Именно в данный период формируются все части тела взрослой коровки. Она выходит из куколки где-то через неделю или 10 дней. Срок существования божьей коровки совсем недолог. Он может составить лишь 10 месяцев, но, если особь не испытывает недостатка в кормах, в некоторых случаях продлевается до двух лет.

«>

Оцените статью
Добавить комментарий

Adblock detector