Альфред Эдмунд Брэм Жизнь животных, Том III, Пресмыкающиеся. Земноводные. Рыбы

Важная особенность эмбрионального развития членистоногих заключается в том, что у них первоначально образуется брюшная сторона в виде сегментированной зародышевой полоски вместе с нервной системой, где также очень рано замечаются и конечности, а затем уж формируется и спинная сторона зародыша, между тем как у позвоночных наблюдается обратный ход развития зародыша, и сначала образуется спинная сторона, где формируется нервная система и ось скелета, а затем уже – брюшная со всеми прочими органами.

Кроме того, характерно для громадного большинства членистоногих, что зародыш появляется из яйца в малоразвитом состоянии (в стадии личинки) и становится похожим на взрослых только после целого ряда превращений, которые обуславливаются многократным сбрасыванием хитинового покрова; этот процесс называется линянием.

По устройству дыхательного аппарата всех членистоногих разделяют на две большие группы: жаберных (ракообразные) и трахейных; последние, в свою очередь, разделяются на три класса: насекомых, многоножек и паучкообразных.

Насекомые

Тело насекомых всегда резко разделяется на три части: голова, грудь и брюшко. На голове имеются два членистых придатка, называемых сяжками, на груди образуются три пары ног, а брюшко состоит из 9-10 кольчатых сегментов и не имеет ни ног, ни других придатков. Устройство головы насекомых настолько сложно, что требует подробного описания.

Как видно из истории развития, голова насекомого образуется из слияния четырех сегментов зародыша. К груди она прикреплена посредством эластичной мягкой кожицы, так что свободно может двигаться во все стороны. Однако иногда подвижность ее бывает ограничена, если вся голова помещается во впадине средней части тела или если она прикрыта сверху твердым щитком.

На голове помещаются глаза, пара сяжков, или усиков, и обыкновенно три пары челюстей. Часть головы между верхними краями глаз называется лбом, части между задними краями глаз и ротовым отверстием – щеками; часть, идущая от лба к низу, – лицом, а самая крайняя передняя его часть, впереди рта – лобным щитком (clypeus). Глаза насекомых неподвижно расположены бывают по обеим сторонам головы и размещаются, как и все другие части тела насекомого, симметрично. Хотя глаза не могут двигаться, но вследствие особенности их устройства насекомое может в каждом положении сразу осмотреть очень большой горизонт. Достигается это тем, что самый глаз состоит из множества отдельных зрительных аппаратов незначительной величины. Число таких глазков очень различно и колеблется от 25 до 25000. Они обыкновенно имеют шестиугольную форму и называются фасетками, а сам сложный глаз, состоящий из них, именуется фасеточным, или сетчатым, глазом. Каждая фасетка при рассматривании в микроскоп оказывается пирамидальной формы. Наружную поверхность составляет выпуклая левая оболочка, а под нею лежит светопреломляющий хрусталик, также пирамидальной формы. Внутри, под хрусталиком, лежит часть чувствительной, воспринимающей впечатления сетчатой оболочки – так называемая ретинула, в которой разветвляются ветви зрительных нервов.

Форма и величина сложного глаза бывают различны: круглая, овальная и др. и занимают то небольшое пространство на голове, то, наоборот, – значительное. Кроме того, у насекомых бывают иногда придаточные простые, или точечные, глаза, расположенные в различном числе и в неодинаковом порядке на голове. Простые глаза обыкновенно свойственны бывают насекомым в личиночном состоянии, но часто остаются и у взрослых.

Сяжки, или усики (antennae), представляют первую спереди пару четырех придатков; они различаются обыкновенно спереди головы несколько кверху. Органы эти бывают самого разнообразного вида – в виде тонкого бича или усика, в виде гребешка, булавы, пуговицы и т. п.; наконец, они бывают прямые или коленчатые. Сяжки в большинстве случаев являются органами какого-нибудь чувства, чаше всего служат для осязания. Однако, несомненно, сяжки употребляются иногда для другого назначения, как орган обоняния, а быть может, и другого какого-либо чувства.

Устройство рта не менее разнообразно. Различают два типа его устройства: грызущий и сосущий рот. Рот первого типа состоит из трех парных частей и одной непарной; последняя называется верхней губой (o, фиг. 1 и 9), а парные части называются челюстями. Верхняя пара называется верхними челюстями, или жевалами (mandibulae) (d, фиг. 1, 2 и 5); они всегда бывают нерасчлененные и не имеют щупальцев; форма их бывает различна: в виде долота, лопаты, крючка и т. п. Иногда эти челюсти предназначены не для жевания и являются в виде торчащих рогов, как, напр., у жуков-оленей, у других, наоборот, снабжены разнообразными придатками для жевания и размельчения пищи, а иногда и для совершенно посторонних целей. Нижние челюсти (maxillae) всегда бывают членистыми (e, фиг. 1-5, 6-8), составляют вторую пару ротовых придатков. В них можно различать следующие части: 1) основной членик (f, фиг. 2-4, 6-8), которым челюсти эти прикрепляются немного позади жевала. 2) стволик (g, фиг. 2-4, 6-8), второй сустав, обыкновенно представляет удлиненную роговую пластинку, иногда усажен щетинками и похож на гребень. На внутренней стороне членика прикреплены так называемые жевательные лопасти (h, фиг. 1-4, 6-8), иногда вооруженные зубами или иглами. Они состоят или из одной лопасти, или из двух. Оконечности второй челюсти удлиненны, состоят из 1-6 суставов и называются челюстными щупальцами (palpi maxillares, i, фиг. 2-5, 6-8).

Третья пара ротовых придатков образует вторые нижние челюсти, которые обыкновенно срастаются между собой и образуют нижнюю губу (labium); на них сидят губные щупальца (palpi labiales, c, фиг. 1-5).

Самая нижняя часть нижней губы называется подбородком (mentum, a, фиг. 2-5), а каждый придаток его – язычком (b, 1-4); у некоторых насекомых, питающихся нектаром цветов, язычок бывает сильно развит.

Описанными ротовыми частями насекомые могут разгрызать очень твердые предметы, чем приносят иногда человеку огромные убытки. Ничто не может устоять перед этими мощными челюстями, которые разгрызают не только дерево, кость и т. п., но сокрушают даже металлы, правда, не твердые, как, напр., свинец.

Сосущий рот состоит из тех же самых частей, но их соотношение и форма сообразно изменению назначения сильно преобразованы. У некоторых рот является в виде хобота, у других в виде клюва. Сосательный аппарат, сосальце состоит из нижней губы и из сосательных лопастей, иногда снабженных колющими щетинками; у других верхней губы и верхних челюстей совсем нет, но имеется твердый или мягкий орган, называемый сосательным хоботком.

Грудь (thorax) состоит из трех члеников, из которых первый несет на себе переднюю пару ног, а на двух последних имеется также по паре ног и по паре крыльев. У многих насекомых передний членик сочленен с последующим подвижно и развит более других, образуя так называемую стенку.

Каждая нога состоит из следующих пяти частей: короткой ляжки, которой нога сочленяется с туловищем, вертлуга, маленького сочленового округлого тельца, бедра – самой толстой части ноги, голени, такой же длины, часто вооруженной на внутренней поверхности шипами, так называемыми шпорцами, а на наружной поверхности усаженной зубчиками и волосками, и, наконец, лапки, состоящие из коротких члеников, из которых последний оканчивается двумя или одним подвижным коготком. У некоторых насекомых имеются на ногах особые придатки и приспособления для лазания по совершенно гладким предметам в виде клеевых подушечек и т. п.

Крылья состоят из двойной хитиновой сетчатой перепонки. Обе пары бывают одинаково устроены или, что чаще, неодинаково; передняя пара иногда пропитывается насквозь хитином, и образуются надкрылья, негодные для летания, но служащие для защиты крыльев и тела, в виде твердого панциря. У некоторых насекомых одна пара крыльев не развивается, а у некоторых и совсем нет крыльев.

Брюшко по большей части состоит из 10 частей, соединенных между собой сильно растяжимой кожицей, почему брюшко может сильно растягиваться и увеличиваться. Форма брюшка бывает разнообразная; по способу прикрепления к груди различают: сросшееся, сидячее, висячее, стебельчатое брюшко.

Снаружи насекомое покрыто бывает многочисленными волосками, щетинками, чешуйками, шипами, которые иногда сидят так густо, что животное кажется мохнатым. По окраске и форме насекомые, благодаря своим придаткам, часто достигают удивительного сходства с окружающими предметами, что называется защитительным сходством.

Мускулы насекомых состоят из пучков поперечнополосатых мышечных волокон, на вид они слегка желтоватого цвета.

Нервная система, как выше указано, состоит из брюшной цепочки ганглиев. Отличают еще кишечную нервную систему, которая состоит из трех ганглиев и еще одного маленького нервного узла. Каждому сегменту тела вообще сопутствует пара нервных узлов; в этом заключается причина живучести отдельных частей тела. Так, напр., тело одной медведки было разрезано лопатой на две части; из них передняя продолжала выказывать движение еще 82 часа, а задняя – 108 часов!

Пищеварительные органы состоят из канала, который разделяется на три отдела: переднюю, среднюю и заднюю кишки. К ним принадлежат различные железы. Передняя кишка состоит из ротовой полости, куда открываются протоки слюнных желез, и зобообразно расширенного пищевода; иногда к нему присоединяется особая складка для помещения жидкостей, называемая сосательным желудком. В средней и задней кишках пища переваривается и затем выводится из организма.

Центральный орган кровообращения, спинной сосуд, представляет мускулистый мешок, разделенный поперечными неполными, снабженными клапанами, перегородками на несколько камер (до 8 и 9). Пройдя через все камеры сосуда, сзади наперед, кровь гонится в аорту, которая проходит до головы, а затем омывает всю полость тела и, снова собравшись, течет обратно в сердце. Кровь насекомых почти всегда бесцветная или слегка желтоватая, даже зеленоватая. Сеть трахейных трубочек густо разветвляется в теле насекомого, трахеи местами расширяются в пузырьки; от главных стволов из тела наружу ведут более короткие тонкие ветви, оканчивающиеся на поверхности дыхальцами. Последние имеющимся по краям кольцеобразным утолщением хитинового покрова могут уменьшать отверстие, или увеличивать, или совсем закрывать его. Утолщения трубочек, в виде пузырей, служат для наполнения воздухом и играют такую же роль, как полости в костях птиц.

Хотя многие из насекомых издавна прославились своим «пением», но звуки, производимые ими, совсем другого происхождения, чем голос птиц и зверей. О способах, которыми насекомые производят звуки, раньше было уже сказано*

*См. т. I, стр. 33 и 34.

. Но очень многие из насекомых не могут производить никаких звуков и должны быть признаны немыми.

Гермафродитизм не встречается среди насекомых, разве только в виде уродства. Оба пола часто бывают совершенно сходны между собой, так что различие между ними заметит только специалист. Но в то же время у некоторых форм мужские и женские особи настолько различаются между собой по величине, форме, окраске, даже по наружному строению, что ученые долгое время причисляли их к совершенно различным видам. Иногда у насекомых замечается диморфизм и триморфизм женских особей, т. е. они встречаются в двух и даже трех различных видах. Наконец, у некоторых форм наблюдается различие между вполне развившимися и недоразвившимися, хотя и взрослыми самками, как это, напр., замечается у всем известной пчелы: пчелы-работницы и царица.

Относительно развития насекомых со времени Аристотеля существовали очень неверные представления. Им приписывали в большинстве случаев самозарождение, возникновение из гниения всякого рода растительных и животных веществ.

«Жуки все мужского пола», – находим мы в ученом трактате Элиана Клавдия «О животных» (в 220 г. по Р. Хр.). «Они скатывают из навоза небольшие шарики и высиживают их в течение 28 дней, после чего появляются на свет молодые жучки». Факт этот был настолько общеизвестен, что египетские солдаты носили изображение этого животного на кольцах, в виде эмблемы мужества, так как, по выражению законодателя, «у жуков нет женской природы», что и прилично истинно храбрым воинам.

Впоследствии точные исследования показали, что насекомые, так же, как и все другие животные, развиваются исключительно из зародышей, отложенных родителями. Яйцо состоит из одной клетки, вокруг которой может отложиться значительное количество питательного материала – желтка, и все вместе заключается в оболочку, в которой имеется несколько отверстий (микропиле) для прохождения семенного тельца. В большинстве случаев яйца соединяются с живчиками еще внутри тела матери, а развитие происходит наружу, но среди насекомых известно также немало форм живородящих, когда зародыш появляется на свете в виде личинки.

В классе насекомых, как мы видели*

*См. т. I, стр. 46-48.

, известны случаи упрощенного или усложненного развития, которое проявляется в форме партеногенеза, педогенеза и перемежающегося размножения.

Заботы насекомых о своем потомстве ограничиваются отложением яиц и помещением их в подходящей обстановке. Самка кладет яйца таким образом, чтобы появившаяся на свет Божий личинка встретила благоприятные условия для своего дальнейшего развития. С этой целью яйца помещаются в ствол дерева или под его кору, в корни, в листья, вводятся в тело животных у формы паразитных или тщательно замуровываются в искусственно приготовленное помещение, иногда вместе с запасами заготовленной пищи.

По выходе из яйца молодое животное начинает вести совершенно самостоятельный образ жизни, постепенно совершенствуя свою организацию, пока не появится в виде взрослого животного, совершенно подобного родителям.

Различают полный и неполный метаморфоз, или превращение. Полным метаморфоз называется в том случае, когда личинка через стадию куколки превращается во взрослое насекомое, неполным – если стадии куколки нет. Куколки бывают голые и прикрытые, смотря по тому, примыкают ли отдельные части к туловищу или нет. Отличают еще бочонкообразную куколку. Очень часто личинка обматывает вокруг себя слой шелковистых нитей; такая куколка называется коконом.

Прикрытые куколки и коконированные остаются снаружи, тогда как голые куколки всегда бывают скрыты от солнечных лучей. Замечательно, что у насекомых личинки и куколки очень редко развиваются в одном и том же месте. В большинстве случаев личинки живут сверху на листьях или стволах растений, а для окукливания уходят под землю, скрываются внутри ствола и т. п. Наоборот, если личинка живет под землей, то куколка образуется снаружи. Причина такой необходимости в перемене места не понятна. Продолжительность жизни насекомых во взрослом состоянии по большей части незначительна.

В большинстве случаев жизнь насекомого оканчивается тотчас же, как оно окончило свое развитие и позаботилось о потомстве. Их жизнь можно приравнять к однолетним растениям, напр., хлебным злакам, которые умирают непосредственно вслед за цветением. Более правильное сравнение будет с такими растениями, у которых такой же жизненный цикл, как у злаков, растягивается на несколько лет. Так, напр., американские агавы только через несколько лет выпускают высокий цветоносный стебель и по принесении плода тотчас же умирают. Совершенно подобно этому насекомые иногда в течение 4 или 5 лет проходят сложный цикл развития для того, чтобы во взрослом состоянии прожить несколько дней.

Смысл метаморфоза весьма глубокий. Насекомые откладывают зародыши в огромном количестве, и потому каждое яичко имеет слишком незначительную величину и не может содержать количество питательного материала, достаточного для развития столь сложного организма, как насекомое. Ввиду этого, в цикл развития животного вводится особая стадия, предназначенная исключительно для питания. Личинка все время только питается, и сообразно с этим назначением ей даны особые приспособления в устройстве рта, кишечного канала, в органах передвижения и др.

Когда накоплено достаточно материала, наступает стадия куколки, и организм личинки коренным образом перерабатывается при полном наружном покое куколки. В конце концов взрослое насекомое является пышным расцветом организма, как у растения пышно развившийся цветок и произведение плода составляют цель годовой жизни организма.

Жизнь насекомых в большинстве случаев продолжается не более одного поколения, и первое потомство их является обыкновенно в то же время последним. О насекомых говорят, что они имеют одно поколение, два поколения и три поколения; говорят о зимнем и летнем поколении, – все это сроки вывода потомства одного поколения, меньшие года.

Впрочем, обычные сроки личиночной или другой стадии развития легко могут изменяться под влиянием различных условий, главным образом – количества и качества пищи и степени теплоты. Обилие пищи и теплая погода ускоряют развитие; недостаток питания и холода, наоборот, задерживают его. Известно, что если кокон какой-нибудь бабочки, которая должна выйти только в мае, поместить в комнате около печки и часто его увлажнять, то бабочка разорвет кокон уже на Рождество; точно так же известно, что яйца тутового шелкопряда нарочно держат зимой в холоде и дают развиваться гусеницам только весной, когда на тутовых деревьях появляются листья.

В наших странах, где бывает холодная зима, жизнь насекомых на это время, по-видимому, совершенно прекращается. У большинства насекомых перезимовывают яйца или личинка и куколка, и только незначительная часть достигает взрослого состояния поздней осенью и в таком виде проводит зиму.

Насекомые составляют самый многочисленный класс животного царства. Считают около миллиона видов ныне живущих форм и около 2 тысяч найдено ископаемых. При такой многочисленности не удивительно, что насекомые распространены решительно по всему свету, где только возможна животная жизнь. Насекомые встречаются на суше, под землей, в воздухе; главным образом на растениях; даже в открытом океане на водяных растениях водятся насекомые. Распространенность насекомых на земле обусловливается температурой; наиболее многочисленны они между тропиками, а по мере приближения к полюсам число их уменьшается, точно так же с увеличением абсолютной высоты уменьшается богатство видов насекомых.

Классификация насекомых основывается, главным образом, на устройстве крыльев, а также на истории развития.

Различные ученые разным образом разделяют огромный класс насекомых на группы, но наиболее признанным является старинное, линнеевское деление на следующие семь отделов: 1) жесткокрылые, или жуки (Coleoptera), 2) перепончатокрылые (Hymenoptera), 3) чешуекрылые, или бабочки (Lepidoptera). 4) двукрылые (Diptera), 5) сетчатокрылые (Neuroptera). 6) прямокрылые (Gymmognatha) и 7) полужесткокрылые (Rhynchota).

Отряд I. – Жесткокрылые, или жуки (Coleoptera)

Характерными признаками жуков являются: грызущий рот, свободная передняя грудь, брюшко приросшее, передние крылья, измененные в твердые хитиновые надкрылья; метаморфоз всегда полный. Голова редко сидит свободно, чаще же помещается под головным щитком. Глаза сложные, или сплошные, или с выемками, иногда даже совсем разделенные на двое; простых глаз не бывает. Сяжки – самой разнообразной формы: в виде щетинки, пилы, булавы, и т. п.

Переднегрудь развита более других частей тела; надкрылья, соединяясь, образуют шов и редко налегают друг на друга. Задние крылья из тонкой кожистой перепонки обыкновенно складываются сначала поперек, потом продольно; иногда эти крылья недоразвиваются или совсем отсутствуют, и тогда надкрылья срастаются по шву. Ноги жуков обыкновенно служат для беганья, но иногда видоизменяются для плаванья, рытья, прыганья и т. п.

На заднем конце брюшка почти всегда имеется трубчатое удлинение, образующее яйцеклад; других придатков на брюшке никогда не бывает.

Форма тела жуков бывает самая разнообразная, окраска в большинстве случаев – однообразная, темных цветов, хотя встречаются и ярко раскрашенные жуки.

До сих пор насчитывается до 80 000 жуков, но эта цифра гораздо меньше действительной. Ход развития жуков прослежен далеко не у всех, и о жизни личинок их имеются сравнительно скудные сведения, так как большинство их живут скрытно. Впрочем, в организации их можно подметить, до некоторой степени, однообразие. Голова у них обыкновенно подвижная и имеет различную форму; глаза простые, а иногда и совсем отсутствуют; ноги обыкновенно в количестве 3 пар помещаются на трех передних члениках туловища, соответствующих груди взрослого животного. Рот хорошо развит; дыхальца расположены по бокам всех члеников, кроме трех, на которых помещены ноги.

Куколки жуков образуются по типу свободных куколок, и в них можно различить все части взрослых жуков.

Одни из жуков ведут дневной образ жизни, оживленно летают или бегают в ясные солнечные дни, другие – наоборот, днем прячутся, а появляются лишь ночью и обыкновенно летят на огонь. В общем, жуки привязаны к земле.

Весьма интересную картину для внимательного наблюдателя могут представить весенние и осенние разливы рек, когда размываются массами скрытые убежища жуков, и они целыми толпами ищут спасения от потопа.

Под яркими живительными лучами весеннего солнца пробуждаются в своих потаенных убежищах окостеневшие жуки и их куколки. Расправив онемевшие члены, выходят они погреться живительными лучами лучезарного светила. Но вот подкатывается холодная волна вешних вод, размывая на своем пути хитроумные сооружения насекомых и смывая их самих.

Если наблюдатель постарается пристально всмотреться в те кучки мусора, которые намываются на берегу, разнообразные щепочки и кусочки, которые массами несутся по воде, то он получит истинное наслаждение, наблюдая кипучую жизнь этих мелких тварей.

Еще больше интереса представляют внезапные разливы местных водоемов после проливных дождей. Сколько несчастья, сколько хлопот приносят такие ливни различной мелкоте!

Вот на стебелек травы поспешно карабкается из воды жужелица, за ней поспешает красивая божья коровка и неуклюжая бронзовка. Все потерпевшие дружно сидят на спасительном стебельке.

Но вот туда же протискивается скакун-межняк, ухватился своими лапками, но стебелек не выдержал тяжести, изогнулся, и все потерпевшие аварию снова окунулись в воду. После нескольких тщетных попыток удержаться на этом стебельке скакун оставляет его, барахтаясь и боязливо озираясь, и пускается снова вплавь по непривычной стихии. К счастью, спасение близко: вот надежный стебель зонтичного растения, выдающийся над водой. Отряхиваясь, взбирается он на него и вдруг видит, что позиция уже занята листогрызом… Не долго думая, бросается наш скакун на него так стремительно, что листогрыз с перепугу падает в воду, и тогда победитель с наслаждением усаживается поудобней, начинает чиститься и отряхиваться. Однако недолго продолжается его спокойствие. К тому же стеблю, барахтаясь, прибывают все новые и новые потерпевшие. Один за другим взбираются они на спасительный лист, и через минуту наблюдатель видит, что на листочке, тесно прижавшись друг к другу, сидят черный, красный, зеленый и голубой жучки, точно собравшись на совете: как выйти из беды?.. Вдруг из воды и прямо перед стеблем высовывается грозная пасть лягушки, щелкают челюсти, мелькает в воздухе быстро выбрасываемый язык, и вот уже хищник жует свою добычу, а горемычные странники, кому удалось увернуться, беспомощно барахтаются снова в воде и снова должны искать более надежного пристанища. Таковым оказывается небольшой ивовый куст, растущий на берегу, теперь полузатопленный водой…

Полевой скакун (Cicindella campestris), принадлежащий к семейству песочных жуков (Cicindelidae), очень проворный жук, средней величины, зеленого цвета. В яркий летний день быстро бегает он, преимущественно на открытых песчаных местах, и при малейшей опасности пугливо вспархивает на воздух и улетает. Поймать его нелегко; с полчаса иногда придется побегать за ним с места на место и даже если удастся накрыть его платком, то нужно с большой осторожностью вынимать, так как проворный жук ускользает при малейшей неосторожности. Если взять его пальцами, то он начинает отчаянно кусаться и царапаться, причем вся фигура его поражает свирепостью. Пищей ему служат различные из своей же братии насекомые, а главным образом их личинки. Мало отличается от него по образу жизни скакун-межняк (Cicindella hybrida). У него на голове сидят четыре глаза: 2 побольше сверху, а другие, поменьше – снизу. Личинка живет в земле, где вырывает себе глубокую, до 47 см, норку и, сидя у ее входа, подкарауливает добычу: мелких насекомых, муравьев и проч. Заметив что-нибудь подходящее, быстро бросается, схватывает и утаскивает внутрь норки, где на свободе разгрызает свою жертву и высасывает. Но такой счастливый случай бывает не всегда; чаще случается, что, просидев до вечера, личинка скакуна томится голодом и, чуть стемнеет, отправляется на охоту.