Наука насекомые: Информационный центр по атомной энергии

как появились на земле насекомые

Ирина Лагунина: До середины ХХ века палеонтологи считали большой удачей найти ископаемое насекомое. Эти организмы очень редко попадали в палеонтологическую летопись, так как они плохо сохранялись, и их к тому же не умели искать. Однако когда ученые научились определять останки насекомых в древних породах, выяснилось, что они играли огромную роль в формировании земной биосферы. О том, когда и как появились насекомые, рассказывает кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории палеоэнтомологии Палеонтологического института РАН Кирилл Еськов. С ним беседуют Александр Марков и Ольга Орлова.

Александр Марков: Обычно, когда речь заходит о палеонтологии, первыми в голову приходят динозавры, вторыми, наверное, питекантропы с неандертальцами. А между тем все это сравнительно редкие малочисленные существа, а самую большую роль в наземном сообществе много сотен миллионов лет играют, конечно же, насекомые. Кирилл расскажите, пожалуйста, когда появились на земле насекомые.

Кирилл Еськов: Я просто хотел бы сразу же сделать ремарку по поводу первого вступления, что самые популярные — это динозавры, потом идут обезьянолюди всякие ископаемые. Надо сказать, что есть один палеонтологический объект, который опять-таки известен всем и по степени популярности недалек от него – это мухи в янтаре, как вы помните. Различные инклюзы в янтарях — это вещь, которая известна всем, пользуются широкой популярностью. И откуда множество, «Парк Юрского периода» можно на этом месте вспомнить, стихи Ломоносова, посвященные муравью, который по смерти в янтаре стал драгоценным. Так что все-таки у нас есть объекты, которые вполне известны широкой публике, а не только узким специалистам. Что касается насекомых, когда они появились, самые ранние находки – это каменноугольный период, имеется в виду крылатых насекомых, то, что называет насекомыми широкая публика, потому что есть еще бескрылые насекомые. Что это насекомые, мало кто знает.

Ольга Орлова: Муравьи, жуки.

Кирилл Еськов: Нет, это первично бескрылые, есть многие насекомые теряли крылья вторично, это речь не про них. Кроме того есть примитивные группы насекомых, которые никогда крыльев не имели.

Александр Марков: Муравьи, жуки – это крылатые.

Кирилл Еськов: Крылатых муравьев вы знаете. Более того, какие-нибудь паразитические насекомые, вши или блохи — это насекомые, предки которых имели крылья, потом они их лишились, а есть насекомые, которые крыльев никогда не имели.

Ольга Орлова: А кто такие бескрылые насекомые?

Кирилл Еськов: Например, такие есть так называемые чешуйницы. Под ванной иногда живут такие длинные торпедообразные насекомые с маленькими хвостиками, быстро бегают, серебристые как капельки. Вот они.

Александр Марков: В цветочных горшках часто прыгают коллемболы.

Кирилл Еськов: Крошечные, миллиметрового размера создания.

Ольга Орлова: И они такие древние?

Кирилл Еськов: Они еще древнее. Они, конечно, древнее крылатых, но они очень плохо попадают в палеонтологическую летопись, такая неприятность у них.

Ольга Орлова: Не сохраняется ничего?

Кирилл Еськов: Дело не в том, насекомые сохраняются очень хорошо в палеонтологической летописи. Дело в том, что хитин, которым покрыто насекомое, это достаточно прочная вещь и поэтому насекомые в палеонтологическую летопись, они маленькие, их трудно разглядеть, но сами по себе попадают достаточно часто. Более того, насекомые, когда их научились искать как следует, оказались одной из самых массовых групп.

Александр Марков: Окаменевшие ископаемые насекомые.

Кирилл Еськов: Конечно. Про янтари мы не говорим, янтари – это отдельная статья, вещь всем известная.

Александр Марков: Просто в камнях.

Кирилл Еськов: Да, просто в камнях насекомые – это тоже достаточно распространенное. Еще оказалось, что их не умеют искать. То есть по-настоящему рывок по изучению насекомых начался с годов 30-х 20-го века, до этого они действительно считались редкой экзотикой, чуть ли не в кунсткамеру каждое. А когда научились искать, оказалось, что их очень много. И это замечательная вещь, потому что наземные экосистемы на самом деле — это мир, который составлен в основном растениями и насекомыми, все что остальное, начиная от динозавров и кончая людьми и даже мышами — это все макушка пирамиды и мелочь, которая в балансе природы не очень большую роль играет. В основном растения и насекомые. Растения искать умеют давно и, более того, есть растения, они замечательные для палеонтологии тем, что у них есть споры и пыльца, которые летают везде. То есть нет такого водоема, куда бы не залетали споры и пыльца. Поэтому если освоить, научиться хорошо идентифицировать пыльцу и споры, то это дает палеонтологам совершенно замечательный способ для реконструкции ландшафтов, которые были. Потому что обычно, что попадает в палеонтологическую летопись? В палеонтологическую летопись попадают только зверушки, которые обитают вблизи стоячих водоемов. Для того, чтобы попасть в палеонтологическую летопись, зверушка должна утонуть, ее должно занести осадком, который имеет определенные характеристики, чтобы были определенные условия по наличию, отсутствию кислорода и отсутствие тех зверушек, которые бы ворошили этот осадок, то есть нужно сочетание целого количества случайностей. По-любому попадают только зверушки, которые либо ведут полуводный образ жизни, либо те, кто подходит близко к берегу. Практически весь мир обитателей древесных, он в палеонтологическую летопись почти что не попадает, то есть нужно редчайшее сочетание случайностей. А у растений ситуация другая. У растений, понятно, попадают в летопись макроостатки, большие остатки, то, что действительно растет в приречных местах обитания. Но при этом споры и пыльца могут в водоем попадать и дальше попадать в палеонтологическую летопись и от тех растений, которые растут вдали от водоемов. То есть о растениях, о растительном мире мы знаем лучше, чем о животном мире. Насекомые практически как растения, насекомые, слава богу, имеют крылья, они летают и при этом, соответственно, падают в водоемы. Падают, тонут, падают на дно и соответственно имеют шансы захорониться, даже если они не живут вблизи водоема. Насекомые, поскольку очень разнообразны, вы знаете, что насекомые — это самая большая группа животных в мире, то есть насекомых больше, чем всех прочих животных вместе взятых, причем намного больше.

Ольга Орлова: Каков порядок примерно?

Кирилл Еськов: Если не брать расчетов, которые делаются, исходя из обработанных, не обработанных коллекций, считается, что сейчас известно около полутора миллионов видов, из них миллион – это насекомые сразу, на самом деле гораздо больше. Потому что понятно, что позвоночные изучены все практически, находят иногда что-нибудь, насекомые, считается, что их изучена в лучшей случае половина существующего разнообразия, на самом деле есть группы, где гораздо меньше. Поэтому насекомые, понятное дело, самая разнообразная группа. Гигантский спектр экологических ниш освоена насекомыми. И поэтому для реконструкции ландшафтов насекомые необыкновенно хороши. Они, во-первых, довольно точно привязаны к местам обитания, очень разнообразны, хорошо попадаются в палеонтологическую летопись. И поэтому для реконструкции древних ландшафтов ископаемые насекомые — это вещь бесценная, чем дальше, тем больше наши представления о ландшафтах экосистемы былых времен начинают основываться на данных по ископаемым насекомым. Такая оказалась замечательная группа.

Ольга Орлова: Такое разнообразие насекомых было всегда, на протяжении всего существования нашей земли?

Кирилл Еськов: В общем да. Тоже нарастает, как у всех прочих, потому что разнообразие растет. Оно обваливается в моменты кризисов, которые были несколько раз, но в целом суммарное разнообразие всех групп живых организмов имеет тенденцию к увеличению.

Ольга Орлова: А чем объясняется такое разнообразие именно насекомых, почему так много их оказалось?

Кирилл Еськов: Вы знаете, насекомые выиграли совершенно замечательную экологическую нишу. Практически в своем размерном классе у них не имеется реальных конкурентов. И они умеют все. Они могут быть хищниками, они первыми, вообще говоря, освоили настоящую фитофогию, то есть питание зелеными частями растений и вообще живыми зелеными растениями. В своем размерном классе они не имеют конкурентов. У них великолепная физиология, которая целиком приспособлена к жизни в таком размерном классе. Школьник должен всегда сказать, что какие преимущества у насекомых – трахейное дыхание. Вы знаете, вы дышите легкими, вы должны закачать воздух в легкие, кислород, который содержится в этом воздухе, должен раствориться в тканевых жидкостях, в крови, в частности, вступить в соединение с гемоглобином, этот гемоглобин должен быть доставлен через кровяное русло к клеткам, которые его потребляют. Там опять сложные всякие обменные процессы. То есть вам нужна кровеносная система, в которую накладывается масса ограничений. Насекомые решили эту проблему гениально просто. Насекомое дышит через трубку, которая называется трахея. Это ветвящиеся трубочки, которые ветвятся до того, что в конце концов каждая отдельная трахея соединяется с каждой единичной клеткой. То есть каждая клетка тела насекомого соединена напрямую с поверхностью. И не нужен посредник в виде крови, всей сложной физиологии, которая на это накручивается.

Александр Марков: Выглядит довольно неэкономично в вашем изложении. Сколько же трубок нужно.

Кирилл Еськов: Самое главное, что у тебя выпадает целая система органов. Но это тебя жестко лимитирует по размеру. Такая система, основанная на прямой диффузии, работает только для очень маленьких животных.

Александр Марков: Но были довольно крупные насекомые.

Кирилл Еськов: Да, вот это замечательно. На школьных биологических олимпиадах очень любили этот вопрос. В карбоновом периоде существовали очень крупные насекомые стрекоза-меганевра, 70 сантиметров в размахе крыльев, до метра считается. Очень крупные не только насекомые, очень крупные многоножки, до метра величиной такие сосиски ползали. В том-то и дело, что они тоже трахейнодышащие. В каменноугольный период, в то время, когда происходит захоронение огромного количества углерода не окисленного, то есть когда получаются запасы угля. То есть из атмосферы у вас изымаются огромное количества углерода.

Александр Марков: То есть очень много кислорода было в атмосфере.

Кирилл Еськов: Очень много кислорода. Об этом же говорит так называемый обратный парниковый эффект. В это время как раз время очень крупных оледенений. СО2 — один из главных парниковых газов, убран из атмосферы, в этот момент существует мощное покровное оледенение, все южное полушарие в это время обмерзшее. Соответственно, больше кислорода в атмосфере, выше парциальное давление, поэтому можно для этих прямым образом дышащих насекомых, их можно делать больше. Потом ситуация в атмосфере поменялась, содержание кислорода вернулось к тем долям, которые сейчас примерно, и больше таких насекомых не появлялось. Насекомое как индикатор состава атмосферы, просто индикатор того, что кислорода в атмосфере содержалось, видимо, заметно больше, чем те изменения количества СО2, которые сейчас имеются, они несерьезные изменения.

Ольга Орлова: То есть это не виляет в такой степени.

Кирилл Еськов: Темп эволюционных изменений живого организма достаточно хорошо на палеонтологическом материале известен, но это миллионы или многие сотни лет. Первые миллионы многие сотни, скажем так, возраст насекомых, возраст видов насекомых. Понятно, что чтобы на что-то среагировать уменьшением, увеличением размеров, нужны временные интервалы таких размеров. Поэтому когда за двести лет увеличилось количество СО2, понятно, что на это никто не успевает среагировать

Раннепермские насекомые с хоботками могли выступать в роли опылителей

В нижнепермских отложениях Приуралья найдены древнейшие насекомые с хоботками сосущего типа, относящиеся к вымершему семейству протомеропид (Protomeropidae). Судя по строению ротовых частей, эти создания, жившие около 280 млн лет назад, посещали репродуктивные органы древних голосеменных растений и, вероятно, опыляли их в обмен на вознаграждение в виде капелек сладковатой жидкости. Предполагается, что протомеропиды в поисках сладкого могли засовывать свой хоботок в семеносные капсулы ангаропельтовых, которые ранее были обнаружены в том же местонахождении и чье строение указывает на насекомоопыляемость. Если эта гипотеза верна, то сложные опылительные системы возникли уже в позднем палеозое, за 100 с лишним миллионов лет до появления первых цветковых растений.

Каждый школьник знает, что цветы приманивают пчел, бабочек и других насекомых-опылителей, предлагая им нектар и прочие «заманухи». Но, по современным данным, насекомоопыление было характерно и для различных групп вымерших голосеменных, таких как отдельные беннеттитовые и хейролепидиевые (Cheirolepidiaceae). В частности, об этом свидетельствует наличие у древних насекомых длинных сосущих хоботков, которые могли использоваться для доступа к сладковатым выделениям, скрытым в глубине шишек. До сих пор древнейшими обладателями ротовых частей такого типа считались бабочкоподобные каллиграмматиды и скорпионницы-мезопсихиды, найденные в Китае в отложениях юрского периода возрастом около 165 млн лет. Однако в ходе нового исследования палеонтологическую летопись предполагаемых хоботковых насекомых-опылителей удалось продлить еще дальше в прошлое.

Материалом для статьи, опубликованной в журнале Current Biology, послужили отпечатки протомеропид (Protomeropidae, рис. 1), собранные на берегу реки Сылва, недалеко от деревеньки Чекарда, где располагается одно из богатейших местонахождений раннепермских насекомых. Протомеропиды — это небольшое палеозойское семейство, чье систематическая принадлежность до сих пор точно не установлена: одни исследователи, основываясь на жилковании крыльев, относят их к ручейникам, другие — к скорпионницам. Протомеропиды встречаются с конца карбона и вплоть до конца перми, однако почти все они известны лишь по находкам изолированных крыльев. Только в Чекарде протомеропиды сохранились с телами, благодаря чему удалось установить, что у них имелись хоботки длиной 1,6–2,3 мм (рис. 2). В абсолютном выражении это немного, но все же хоботок протомеропид по меркам их владельцев был довольно внушительным, превышая по длине голову в два раза.

В палеозое существовало довольно много хоботковых насекомых: не говоря уже о палеодиктиоптерах и мегасекоптерах (см. Древнейшее насекомое с хоботком), в перми хоботками обзавелись также архесцитиниды, от которых затем произошли разнообразные цикады и листоблошки, а также некоторые скорпионницы. Тем не менее, хоботок у всех у них был колюще-сосущим, то есть включал жесткие стилеты, необходимые для прокалывания семян, растительных тканей или кутикулы жертв. А вот у протомеропид никаких стилетов в хоботке не было: он состоял из пары сближенных максиллярных (нижнечелюстных) щупиков. Такие ротовые части могли понадобиться только для всасывания жидкостей, доступных без предварительного прокалывания. Никаких мандибул для отгрызания кусков твердой пищи у протомеропид не было. Поэтому сложно представить, чем же еще они могли питаться кроме нектароподобных выделений.

В наши дни хоботок аналогичного строения, состоящий из пары нижнечелюстных или нижнегубных щупиков, имеется у некоторых жуков-нарывников (рис. 3), пчел-коллетид, наездников-браконид и пилильщиков-пергид, и во всех без исключения случаях он используется для поглощения цветочного нектара. Вероятно, пермские протомеропиды питались точно также, только вместо нектара они могли высасывать опылительные капли ангаропельтовых (Angaropeltaceae) — вымершего семейства голосеменных растений из группы пельтаспермовых. Опылительные капли выделяются на вершинах семязачатков — у ветроопыляемых видов, которые составляют большинство современных голосеменных, они бедны сахарами и служат для улавливания пролетающей мимо пыльцы. А вот у насекомоопыляемых голосеменных, таких как некоторые гнетовые, опылительные капли очень сладкие и выполняют ту же функцию по завлечению насекомых, что нектар.

О том, что ангаропельтовые были насекомоопыляемыми, свидетельствует строение их женских органов размножения — так называемых семеносных капсул с семязачатками внутри. У других пельтаспермовых семязачатки сидят на нижней стороне семеносных дисков, из центра которых растет ножка, как у шляпочного гриба. У ангаропельтовых же края семеносного диска разрослись и загнулись вниз, образовав полузамкнутую оболочку, внутрь которой ведет лишь узкая щель вокруг ножки. Семеносные капсулы оставались полузакрытыми вплоть до созревания семян, что затрудняло проникновение пыльцы с потоками воздуха. Поэтому палеоботаник Сергей Наугольных, изучая ангаропельтовых из Чекарды и близковозрастных местонахождений Приуралья, больше 10 лет тому назад предположил, что пыльцу в их семеносные капсулы доставляли насекомые (S. Naugolnykh, A. Oskolski, 2010. An advanced peltasperm Permoxylocarpus trojanus Naug. from the Lower Permian of the Urals (Russia): An ancient case of entomophily in gymnosperms?). Протомеропиды — это хороший кандидат на роль таких опылителей, учитывая, что длина их хоботка примерно соответствует расстоянию от семязачатков до щелевидного отверстия в основании семеносной капсулы (рис. 4). Более того, рядом с хоботком одной из протомеропид удалось разглядеть пыльцевые зерна Protohaploxypinus (рис. 2, K, L) — пыльцу этого типа ранее находили в мужских органах ряда пермских пельтаспермовых (пыльцевые органы самих ангаропельтовых до сих пор неизвестны).

Конечно, невозможно доказать со стопроцентной точностью, что протомеропиды питались именно на ангаропельтовых. Нельзя исключать, что они посещали репродуктивные органы каких-то других пермских голосеменных. Тем не менее, опылителями протомеропиды были наверняка, о чем можно заключить уже хотя бы из общих соображений. Начать с того, что специализироваться на питании опылительными каплями для протомеропид имело смысл лишь в том случае, если там содержалось много сахаров. Но голосеменные не стали бы выделять нектароподобную жидкость из чистой благотворительности: значит, в обмен они получали опылительные услуги. Далее, необходимость в длинном хоботке возникает из-за труднодоступности опылительных капель, в противном случае их можно было бы поглощать с помощью обычного ротового аппарата грызущего типа. Но как только растение начинает прятать опылительные капли в глубине репродуктивных органов, эффективность ветроопыления снижается, а это значит, что без насекомых-опылителей ему не обойтись.

В любом случае, точку в изучении хоботковых протомеропид ставить рано: слишком много еще остается вопросов. Например, чтобы «работать» опылителями, протомеропиды должны были посещать не только женские, но и мужские генеративные органы, однако неясно, что заставляло их это делать. Вряд ли приманкой служила пыльца — таким хоботком ее собирать не очень-то удобно. Да, юкковые моли используют длинные максиллярные щупики для соскребания пыльцы с тычинок (C. V. Riley, 1892. The Yucca Moth and Yucca Pollination). Но для этого максиллярные щупики должны быть подвижными и хорошо сгибаться, тогда как на отпечатках протомеропид они сохраняются спрямленными и вытянутыми вперед, что говорит об их сниженной подвижности. Может быть, на мужские органы голосеменных протомеропид привлекал запах, какие-то железки со сладким секретом или стерильные семязачатки, выступающие в качестве аналога нектарников, как у современных гнетовых? Далее, на каменных отпечатках все объемные структуры сплющены, поэтому непонятно, какую форму имели максиллярные щупики протомеропид в поперечном сечении. Были ли они округлыми или же вогнутыми на внутренней стороне, образуя при смыкании пищевой канал? Или, может быть, жидкость втягивалась по хоботку протомеропид главным образом за счет капиллярного эффекта, связанного с микроскульптурой кутикулы? У жуков-нарывников Leptopalpus капиллярность усиливается за счет многочисленных волосков на внутренней стороне максиллярных щупиков, но у протомеропид их рассмотреть не удалось.

Наконец, пока неизвестно, как были устроены ротовые органы протомеропид из других местонахождений. В перми это семейство, насчитывающее 8 родов и 15 видов, освоило практически всю Пангею — помимо России, ее представителей находят в Австралии, Чехии, Казахстане, Австралии, Южной Африке и США. Если у всех у них имелись хоботки, это может свидетельствовать о том, что уже в пермском периоде насекомоопыляемые голосеменные были вполне обычным явлением, а не каким-то экзотическим исключением из правил.

Источник: A. V. Khramov, S. V. Naugolnykh, P. Węgierek. Possible long-proboscid insect pollinators from the Early Permian of Russia // Current Biology. 2022. DOI: 10.1016/j.cub.2022.06.085.

Александр Храмов

Кафедра Энтомологии сегодня

Кафедра Энтомологии сегодня

контакты      
карта сайта      почтовый сервер
      управление      поддержка

199034, Санкт-Петербург, Университетская наб., 7-9
© Санкт-Петербургский государственный университет, 2006-2017

Обиженный муравей, общительный таракан… Новые научные данные ставят перед нами неудобные вопросы

• Зария Горветт
• BBC Future

11 декабря 2021

Подпишитесь на нашу рассылку ”Контекст”: она поможет вам разобраться в событиях.

Автор фото, Getty Images

Многие десятилетия мысль о том, что насекомые обладают чувствами и эмоциями, звучала в научном мире как еретическая шутка. Но по мере накопления данных исследователи начали пересматривать казавшееся очевидным мнение. Новые открытия ставят перед человечеством неудобные вопросы.

В теплый осенний день 2014 года Дэвид Рейнолдс должен был выступить на важном заседании в чикагском Сити-холле — помпезном здании городской администрации с мраморными лестницами, 23-метровыми классическими колоннами и сводчатыми потолками.

Помимо прочих обязанностей, Рейнолдс отвечал в мэрии за борьбу с насекомыми в общественных зданиях. Одним из пунктов повестки дня было обсуждение ассигнований на предстоящий год на эту самую борьбу.

Не успел чиновник начать говорить, как на стену выполз здоровенный толстый таракан. Блестящее черное тельце резко выделялось на белом фоне. Таракан неспешно полз в одному ему известном направлении, дерзко выставляя себя напоказ и словно дразня людей.

«Уполномоченный, сколько вам требуется в следующем году на уничтожение тараканов?» — осведомился в этот момент один из депутатов городского собрания. Вопрос был настолько своевременным, что зал грохнул. Началась суетливая охота за шестиногим нахалом.

Об этом случае написала газета Chicago Tribune. Ситуация выглядела комично, поскольку таракан появился, что называется, в тему. А еще оттого, что мы считаем насекомых роботоподобными существами, способными на мысли и чувства не больше, чем камни.

Предположение, что таракан просто развлекался или захотел поиграть, звучит нелепо. Но… нелепо ли?

В ходе исследований появляется все больше доказательств того, что насекомые могут испытывать довольно обширную гамму эмоций. Они радостно жужжат, обнаружив нечто приятное для них, и впадают в уныние от неприятных вещей, которые не в силах изменить. Они могут вести себя оптимистично, цинично, испуганно и реагируют на боль так же, как млекопитающие.

Конечно, никто еще не видел ностальгирующего комара, обиженного муравья или ехидничающего таракана (хотя насчет последнего — как знать). Но то, что их чувства сложнее, чем полагалось думать — факт, находящий с каждым годом все больше подтверждений.

Начав изучать поведение и эмоции плодовых мушек-дрозофил, профессор нейробиологии Оксфордского университета Скотт Уэдделл шутил: «Но я не собираюсь исследовать их амбиции».

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Золотые черепаховые жучки выражают свои эмоции особенно явно

Сегодня словосочетание «предприимчивое насекомое» уже не звучит анекдотически. Уэдделл установил, что дрозофилы обращают внимание на то, что делают остальные особи, и способны учиться друг у друга.

Между прочим, британское правительство официально признало, что эволюционные родичи насекомых — крабы и омары — обладают чувствами, и подготовило законопроект, запрещающий варить их заживо.

Но как определить, что чувствуют насекомые? Как отличить осмысленную реакцию от автоматической? И должны ли мы теперь относиться к ним иначе?

Закон эволюции

Насекомые — беспозвоночные членистоногие существа. Класс насекомых включает в себя свыше миллиона видов, отличающихся удивительным разнообразием. К ним относятся, например, стрекозы, моль, жуки-долгоносики, пчелы, сверчки, жуки-богомолы, мухи-однодневки, бабочки, головные вши…

Первые насекомые появились как минимум 400 млн лет назад, то есть задолго до того, как земля впервые содрогнулась от тяжелой поступи динозавров.

Последними общими предками насекомых и человека были похожие на личинок примитивные существа, жившие около 600 млн лет назад, после чего наши эволюционные пути разошлись.

Некоторые насекомые достигали гигантских размеров, как, например, древние стрекозы с размахом крыльев 70 сантиметров, и имели причудливые формы — например, мухи с хвостами, как у скорпионов, или мохнатые мотыльки, похожие на летающих пуделей.

• Хладнокровное убийство: за что люди так ненавидят пауков?
• Вся правда о тараканах: у них своя миссия на Земле
• Макросъемка: бабочки и другие насекомые

Пропустить Подкаст и продолжить чтение.

Подкаст

Что это было?

Мы быстро, просто и понятно объясняем, что случилось, почему это важно и что будет дальше.

эпизоды

Конец истории Подкаст

С одной стороны, они во многом похожи на других животных, с другой — разительно от них отличаются. У насекомых, как у людей, есть сердце, мозг, кишки, мужские и женские половые органы, но отсутствуют легкие и желудок.

Нет и кровеносной системы — вместо этого содержимое их тел погружено в своеобразный суп, через который разносятся питательные вещества и выводятся отходы жизнедеятельности.

Поверх всего этого у них — твердый панцирь или экзоскелет из хитина, того же материала, который входит в состав клеточной оболочки грибов.

В мозгу насекомых нет развитых отделов, как у позвоночных, но имеются участки, отвечающие за определенные функции. Например, обучаемость и память соотносятся с «грибовидными телами» — куполообразными скоплениями клеток, сопоставимыми с корой головного мозга, играющей у людей важную роль в осуществлении высшей нервной (психической) деятельности.

Поразительно, но эти грибовидные тела имеются даже у личинок насекомых, и часть содержащихся в них нейронов сохраняется на протяжении всей жизни. Ученые предполагают, что благодаря этому взрослые насекомые способны хранить в памяти некоторые события, происходившие с ними на стадии личинки.

Появляется все больше свидетельств того, что параллели в устройстве мозга насекомых и других живых существ, стоящих выше на эволюционной лестнице, порождают и некоторое сходство познавательных способностей.

Пчелы, например, могут считать до четырех. У тараканов — развитая социальная жизнь, они образуют группы, держатся вместе и общаются между собой.

Муравьи способны находить в окружающей среде предметы, подходящие для выполнения определенных задач и пользоваться ими — например, окунают в жидкую пищу кусочки губчатых тканей и таким образом доставляют ее в муравейник.

Хотя мозг насекомых эволюционировал в том же направлении, что и человеческий, имеется принципиальное различие. Наш мозг так разросся, что потребляет 20% всей энергии тела. Его размер привел к формированию у женщин широких бедер, чтобы сделать возможным рождение младенцев с достаточно большими головами.

Мозг насекомых в несколько миллионов раз меньше. У дрозофил, которых изучал профессор Уэдделл, он размером с маковое зернышко.

Как им удается упаковать в столь маленький объем довольно сложные способности — загадка.

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Китайские восковые пчелы от страха «кричат», заставляя свои тела вибрировать

Итак, даже на первый взгляд, мозг насекомых достаточно развит, чтобы они могли испытывать разные чувства. Но для чего им это?

Чувства — это нервные возбуждения, возникающие в ответ на изменения окружающей среды и программирующие наше поведение. Они возникли в ходе эволюции, поскольку помогали животным, а затем и людям, реагировать правильно и повышали способность организма к выживанию и продолжению рода.

Профессор энтомологии Оксфордского университета Джеральдин Райт приводит в качестве примера такое простейшее и фундаментальное чувство, как голод. Возникнув, он заставляет живое существо менять свое поведение, а именно — сосредоточиться на поиске пищи.

Другие эмоции тоже играют мотивирующую роль. Ярость побуждает отразить агрессию и исправить то, что кажется нам несправедливым, счастье — совершать действия, приносящие удовольствие.

Это относится и к насекомым. Уховертка, испытывающая возбуждение от вида влажной расщелины с полусгнившими растениями, имеет меньше шансов погибнуть от голода и жажды, а паникующая и прикидывающаяся мертвой при виде хищника — погибнуть в его челюстях.

«Допустим, вы — пчела, угодившая в паутину, и паук стремительно приближается. Возможно, вы будете пытаться высвободиться автоматически, без каких-либо эмоций. Но лично мне сложно представить, что пчела при этом не чувствует некое подобие страха», — говорит Ларс Читка, руководитель изучающей поведение пчел научной группы Лондонского университета королевы Марии.

Еретическая идея

Создавая в 2001 году свою исследовательскую группу, профессор Уэдделл поставил перед собой простую задачу. Он хотел выяснить, ищут ли дрозофилы пищу активнее после того, как некоторое время не ели и, соответственно, знакомо ли им чувство голода. Оказалось, что да.

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Дрозофилы: должны ли мы относиться к ним иначе?

Вместо слова «голод» Уэдделл использует для описания поведения мушек осторожный термин «мотивация». То, что они с особым усердием разыскивают пищу, если давно не ели — факт, а называть ли это голодом, зависит от точки зрения.

Некоторые ученые упрекали профессора в антропоморфизме (уподоблении животных людям) и требовали вместо «чувства» говорить «внутренние состояния».

«Кое для кого это представляет проблему, — говорит он. — Мне часто приходилось вести схоластические споры о дефинициях».

Со временем исследования интеллекта насекомых вошли в моду, и вместо «мотивации» утвердилось определение «примитивные эмоции». Можно сказать, что они испытывают нечто подозрительно похожее на эмоции, говорит Уэдделл.

«Я всегда полагал, что физиологические реакции на отсутствие еды или секса правомерно называть «голодом» и «желанием», но избегал слово «эмоции», чтобы не иметь проблем. Однако чем дальше, тем меньше оно смущает коллег», — добавил он.

Направление сделалось популярным, накопилось много описаний, и предположение, что у насекомых могут быть эмоции, уже не является скандальным в академической среде. Но доказывать его довольно сложно.

У людей, так же как у других позвоночных — будь то крысы, овцы, собаки, коровы, тресковые рыбы или скворцы — однажды перенесенная травма формирует в дальнейшем повышенную осторожность.

До поры до времени никому не приходило в голову проверить, так ли это у насекомых.

В 2011 году Джеральдин Райт с коллегами из Университета Ньюкасла, где она тогда работала, решила этим заняться.

«Когда физиологи изучают человеческие эмоции, они могут спросить у людей, что те чувствуют», — говорит она. Выявление эмоций у пчел требует большой изобретательности.

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Тараканы весьма общительны и подражают друг другу

Сперва исследователи приучили пчелиный рой связывать определенный запах с получением сладкого нектара, а другой запах — с неприятным для них раствором хинина, того самого, который придает своеобразный вкус тонику.

Потом разделили рой на две группы. Одну резко встряхивали. Пчелы терпеть этого не могут. Само по себе встряхивание для них не вредно, но служит для них сигналом опасности со стороны хищников. Другой предоставляли спокойно наслаждаться сладким напитком.

Затем пчел подвергли воздействию различных незнакомых им запахов. Те, кого не пугали, доверчиво протягивали навстречу свои хоботки, а пчелы из первой группы вели себя осторожнее — так сказать, сделались циниками. В этом смысле их реакции напоминали человеческие.

Эксперимент показал, что в возбужденном состоянии у пчел снижается содержание в мозге так называемых гормонов удовольствия — дофамина и серотонина, а также присущего лишь насекомым гормона октопамина, который, как принято считать, отвечает за позитивные ожидания.

Как указывает Джеральдин Райт, основной набор химических веществ в мозгу чрезвычайно устойчив и сформировался сотни миллионов лет назад. Таким образом, чувства насекомых могут быть куда ближе к нашим, чем принято думать.

«Было бы очень интересно посмотреть, как те или иные вещества определяют мозговую деятельность у живых существ, относящихся к разным эволюционным линиям, и велика ли разница», — говорит она.

Исследование плодовых мушек, проведенное профессором Уэдделлом, показало, что дофамин играет в их мозге ту же роль, что и у человека — при избытке вызывает предвкушение награды, а при недостатке — чего-то неприятного.

«Чрезвычайно любопытно, что у столь разных существ некоторые черты выработались параллельно, — говорит он. — Это доказывает, что они являются оптимальными для жизни».

Джеральдин Райт замечает, что из ее опыта с пчелами не обязательно вытекает, что все насекомые способны испытывать оптимизм и пессимизм. Пчелы в данном смысле исключение. Они в высокой степени социальны, совместная жизнь в улье предъявляет повышенные требования к познавательным способностям, так что их можно считать интеллектуалами в мире насекомых.

«Однако не исключено, что и другим в какой-то мере это присуще», — говорит она.

Недвусмысленный сигнал

Если насекомые испытывают эмоции, они должны проявлять их каким-то образом, доступным для наблюдения и описания.

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Современное сельское хозяйство сделало большую часть нашей планеты враждебной средой для насекомых

Над этой проблемой размышлял еще Чарльз Дарвин. Свои мысли о том, как животные выражают свои чувства, он изложил в книге, которая так и называется — «Выражение эмоций у человека и животных» и до сих пор остается в тени знаменитого «Происхождения видов».

Дарвин утверждал, что способы выражения чувств, как все характеристики живых существ, не возникли из ниоткуда, Мимика, двигательные и звуковые реакции вырабатывались тысячелетиями в ходе эволюции, и в этом смысле между видами земной фауны тоже существует преемственность.

К примеру, Дарвин отмечал, что многим животным свойственно издавать в состоянии возбуждения громкие звуки. Наряду со щелканьем клювом у аистов и характерным треском хвостовых позвонков у гремучих змей он упоминал также стрекотание некоторых насекомых в момент сексуального желания. Он обратил внимание и на то, что пчелы жужжат по-другому, когда злятся.

И не только звуки. Вот, например, жук под названием «золотая черепашка», похожий на крошечную черепаху, которую окунули в расплавленное золото. Роскошный цвет образуется благодаря отражению света от наполненных особой жидкостью желобков в его панцире.

Но возьмите в руки одну из этих живых драгоценностей или подвергните любому другому стрессу, и жук на ваших глазах сделается темно-красным, как переливчатая божья коровка.

Большая часть исследований этого жука концентрировалась на физике того, как он меняет цвет. Но самое удивительное в том, что насекомое, похоже, контролирует этот процесс, выбирая окраску в зависимости от обстановки.

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Насекомые заняли почти все природные ниши, но мозги у них устроены одинаково, а значит, и чувства могут быть сходными

А еще есть китайская восковая пчела. Каждый год в октябре во время так называемого сезона кровопролития их атакуют гигантские шершни, прозванные шершнями-убийцами и имеющие обыкновение откусывать пчелам головы.

Эти шершни обитают на обширных пространствах Азии от Индии до Японии, и, по наблюдениям ученых, медленно расширяют свой ареал, будучи последнее время замеченными и в Северной Америке.

Они налетают на пчел, за несколько часов истребляя целые колонии — сперва рвут на части рабочих пчел, а затем принимаются за молодняк.

Авторы опубликованной в этом году научной работы установили, что во время нападения шершней пчелы издают многократно усиленное неистовое жужжание — можно сказать, кричат.

Акустически звук имеет много общего с сигналами тревоги у многих живых существ, от приматов до птиц и летучих мышей. Хотя это и не доказано, можно предположить, что пчелы таким образом выражают свой страх.

Малоприятная правда

Больше всего споров вызывает вопрос, способны ли насекомые испытывать боль.

«Есть много свидетельств, что личинки дрозофил чувствуют физическую боль. Они пытаются убежать, когда мы их сжимаем. Так же ведут себя взрослые особи, — говорит Грег Нили, профессор функциональной генетики Сиднейского университета. — Можно ли трактовать неприятные ощущения как боль в эмоциональном смысле, мы не знаем. Это главная проблема».

• Каракатицам тоже больно. Депутаты в Британии предлагают закон о защите чувств беспозвоночных
• Факты о вымирании видов с Дэвидом Аттенборо. Документальный фильм Би-би-си

Накапливается все больше аргументов в пользу того, что насекомым ведома боль в человеческом понимании. Более того, они могут страдать от нее продолжительное время.

Если выработать у плодовых мушек ассоциацию между определенным запахом и чем-то неприятным, они станут убегать от этого запаха при каждом столкновении с ним. «Они способны устанавливать связь между чувственными ощущениями и нежелательными последствиями и стремятся избежать их», — говорит профессор Нили.

Если не давать дрозофилам такой возможности, они перестают сопротивляться и ведут себя беспомощно — очень похоже на людское отчаяние и депрессию

Но самый удивительный результат дало проведенное Нили исследование, в ходе которого он выяснил, что травмированные дрозофилы, вероятно, испытывают боль долгое время после того, как их повреждения зажили.

«Это состояние тревоги, при котором они, однажды испытав боль, всячески стремятся избежать чего-то подобного в будущем», — говорит исследователь. Совсем как у людей, страдающих после травмы от продолжительной невропатической боли.

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

По всей планете количество насекомых стремительно убывает

Нили пока не экспериментировал с другими насекомыми, но полагает, что с ними дело обстоит аналогично.

«Если посмотреть на устройство мозга в целом — рецепторы, ионные каналы и нейромедиаторы, то все очень похоже», — говорит он.

Некоторые насекомые невосприимчивы к сигналам из внешней среды, как, например, личинки на стадии перехода во взрослое состояние, но это исключения, замечает Нили.

Вопрос в количестве

Все это подводит к неприятным для нас выводам.

Насекомые — самый преследуемый класс живых существ на Земле. Их убивают в огромных количествах, постоянно и не задумываясь. В это число входят 3,5 квадриллиона насекомых, ежегодно травимых инсектицидами в одних лишь Соединенных Штатах, 2 триллиона гибнущих под колесами машин в Нидерландах и намного большее количество других неучтенных жертв человека.

Хотя общую цифру назвать невозможно, несомненно, что она растет. Мир переживает настоящий геноцид насекомых, они пропадают из дикой природы устрашающими темпами.

За последние 25 лет число летающих насекомых в заповедниках Германии сократилось в четыре раза. Около 400 тысяч видов находятся на грани полного исчезновения.

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Вот такие гигантские шершни свирепо атакуют пчел и отгрызают им головы

Открытие того, что у насекомых есть чувства, ставит неудобный вопрос перед учеными, прежде всего теми, кто это обнаружил.

Дрозофилы — классический объект исследований со времен открытия генетики. Сейчас о них известно больше, чем о каком-либо другом виде насекомых. Google содержит ссылки на 762 тысячи научных работ, в которых употреблено латинское название «Drosophila melanogaster».

Набирает популярность также изучение пчел, дающее обширный материал по многим темам — от эпигенетики (науки о том, как окружающая среда влияет на гены) до проблем обучаемости и памяти.

И дрозофилы, и пчелы перенесли более чем достаточное количество опытов над собой.

«Я люблю наблюдать за пчелами, занимаюсь этим большую часть моей научной карьеры, и мне их очень жалко», — говорит Джеральдин Райт, уже несколько десятилетий придерживающаяся вегетарианских убеждений.

«Количество насекомых, приносимых в жертву науке, в общей массе ничтожно, так что это еще можно счесть оправданным, — продолжает она. — Но люди в принципе слишком пренебрежительно относятся к чужой жизни. Мы походя отнимаем ее у растений и насекомых, у млекопитающих и друг у друга».

Если использование насекомых для научных опытов ни у кого не вызывает особых возражений, то применительно к другим сферам жизни возникают головоломные проблемы, если исходить из того, что насекомые хотя бы отчасти способны думать и чувствовать.

• Я ел насекомых, и мне понравилось
• Еда будущего: сверчки, клещи и червячки

Один исторический прецедент имеется: Европейский союз запретил использовать в качестве пестицидов производные никотина, чтобы защитить пчел. Последуют ли за ним другие страны и регионы мира?

Насекомых все чаще пропагандируют как гуманную и экологически прогрессивную замену мясу позвоночных. Но станет ли это моральной победой? В конце концов, подсчитано, что вместо одной коровы придется убить 975225 кузнечиков.

Возможно, мы так неохотно соглашаемся с тем, что насекомые могут чувствовать, потому что эта мысль нас сильно расстраивает.

Российские энтомологи создали нейросеть для поиска насекомых-вредителей — Газета.Ru

Российские энтомологи создали нейросеть для поиска насекомых-вредителей — Газета.Ru | Новости

21 апреля 2022, 15:54

close

100%

Нейросеть, способную различать близкие виды насекомых, разработали российские ученые из Зоологического института РАН. Новый инструмент поможет упростить и ускорить работу энтомологов и будет полезен как для выявления вредителей, так и для изучения биоразнообразия. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Systematic Entomology.

В мире существуют миллионы видов насекомых, и многие из них настолько похожи даже при близком рассмотрении, что отличить их можно лишь по мельчайшим деталям строения с помощью сканирующих электронных микроскопов и прочих дорогостоящих устройств. Ошибки при этом могут привести, например, к неточному выявлению вредителя, неверному подбору пестицидов и, как следствие, потере урожая.

Исследователи разработали нейросеть, которую обучили различать между собой клопов-слепняков из рода Adelphocoris — из 48 видов этих клопов 18 обитают в России и вредят бобовым культурам. Исследование включало четыре этапа на основе анализа цифровых фотографий тысяч клопов из коллекции Зоологического института. Сначала исследователи проверили, насколько успешно нейросеть отличает все виды Adelphocoris друг от друга, затем — сам род Adelphocoris от других похожих на него родов, на третьем этапе — как хорошо она внутри рода отличает самцов от самок, а в конце — насколько успешно обученные только на коллекционных экземплярах модели могут распознавать фотографии клопов Adelphocoris, найденные в Интернете.

«На примере растительноядных клопов-слепняков из хозяйственно значимого рода Adelphocoris мы пробовали автоматизировать процесс точного определения насекомых с помощью компьютерного зрения. Для этого нам надо было научить компьютер распознавать виды так, как это делает специалист-энтомолог, или еще лучше. Это процесс трудоемкий, но возможный благодаря оцифровке обширных научных коллекций. Анализируя множество фотографий экземпляров, которые ранее правильно определили люди, компьютер учится распознавать виды, и после некоторой тренировки делает это быстрее и точнее, чем человек», — рассказал руководитель проекта по гранту РНФ Алексей Солодовников, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Зоологического института РАН.

Модели пока не позволяют правильно определять виды клопов, сфотографированных в природе, признаются ученые. Однако при соблюдении правил съемки, включая определенный ракурс, исследователям удалось добиться точности, сопоставимой с результатами профессионалов — но за гораздо меньший отрезок времени. В ходе экспериментов исследователи также подтвердили, что классификация видов Adelphocoris основывается на ряде определенных частей тела насекомого — в частности, гениталий. Исследователи рассчитывают, что в дальнейшем современные достижения в области машинного обучения помогут биологам практически безошибочно определять очень похожие виды насекомых по внешнему виду как в целях познания биологического разнообразия планеты, так и для практических разработок, важных для сельского хозяйства. В планы ученых входит довести до автоматизма анализ данных, чтобы в разы ускорить определение с высочайшей точностью.

Все новости на тему:

Цивилизация

Подписывайтесь на «Газету.Ru» в Новостях, Дзен и Telegram.
Чтобы сообщить об ошибке, выделите текст и нажмите Ctrl+Enter

Новости

Дзен

Telegram

Анастасия Миронова

Прыжок в бочку с формалином

О том, почему эмиграция консервирует людей и делает их старомодными

24. 09.2022, 08:38

Мария Дегтерева

Только квартирный вопрос испортил их!

О съемном жилье в Москве

23.09.2022, 08:37

Марина Ярдаева

Дети вместо кошек

О том, что значит «заработать на декрет»

22.09.2022, 08:19

Юлия Меламед

Как мы умирали в Боткинской

О том, как устроены реанимация и ритуальный сервис и что в них не так

21.09.2022, 08:08

Алексей Мухин

5 декабря. День Х. Взгляд из России

О возможном прекращении поставок российского газа

20.09.2022, 08:39

Найдена ошибка?

Закрыть

Спасибо за ваше сообщение, мы скоро все поправим.

Продолжить чтение

ФАУНА И ЭКОЛОГИЯ НАСЕКОМЫХ САХАЛИНА И КУРИЛЬСКИХ ОСТРОВОВ | Проекты | Наука

• О Проекте
• Находки и открытия
• Публикации
• Вопрос исследователю

Научный проект

«Фауна и экология насекомых Сахалина и Курильских островов»

Состав участников проекта:

— научный сотрудник Сахалинского областного краеведческого музея, кандидат биологических наук А.  К. Клитин;- научный сотрудник Сахалинского областного краеведческого музея, аспирант Биолого-почвенного института ДВО РАН. А. В. Вертянкин.

Цель научного проекта: комплектование музейной энтомологической коллекции насекомых Сахалина, Монерона и Курильских островов, получение новых данных о видовом разнообразии (составе), распространении, местах обитания насекомых на островах Сахалинской области.

Введение

Исследования энтомофауны Сахалина и Курильских островов предпринимались со второй половины XIX столетия российскими и японскими энтомологами. Из огромного количества работ по этой теме следует упомянуть фундаментальные монографии Куваямы (Kuwayama, 1967) и Г. О. Криволуцкой (1973), а также многотомный «Определитель насекомых Дальнего Востока России», который выпускался под эгидой Биолого-почвенного института ДВО РАН в течение 20 лет с 1986 по 2005 г. В ходе реализации Международного Курильского проекта (IKIP) в 1994–2000 гг. общий список энтомофауны Курильских островов был расширен с 2844 (Криволуцкая, 1973) до 7000 видов насекомых, предполагаемое число видов на Сахалине оценивается в 7800 (Лелей и др., 2002, 2006). Тем не менее, эту работу нельзя считать завершенной. В ходе исследований, выполненных сотрудниками музея на островах Уруп и Симушир, выявлено несколько новых для этих островов видов жужелиц (Клитин, 2007, 2008) (рис. 1, 2).

1

  Рис. 2. Морщинистокрылая жужелица (Carabus rugipennis simuschirensis Obydov). о. Симушир

Помимо поиска новых видов немаловажной задачей представляется изучение распределения, приуроченности к определенным биотопам и биологии отдельных видов насекомых на островах архипелага. В частности авторами проекта накоплен значительный массив данных по распространению в пределах Сахалинской области таких редких видов как жужелица Лопатина (Carabus lopatini Mor.), жужелица Авинова (C. avinovi Sem. et Zn.), парусник амгуньский (Parnassius amgunensis Sheljuzhko), медведица Менетрие (Borearctia menetriesii Ev. ) и др. (Клитин, 1999, 2000, 2002, 2009; Клитин, Вертянкин, 2011). Весьма перспективным направлением представляется выделение и описание с помощью существующих методик разнообразных фаунистических групп насекомых. Определенная работа по выделению в южной части о. Сахалин фаунистических комплексов жужелиц была проведена на базе Сахалинского областного краеведческого музея в 2001–2004 гг. (Клитин, 2005).

Рис. 3. Жужелица Лопатина (Carabus lopatini Mor.)

Содержание проекта:

1. Сбор насекомых Сахалина и Курильских островов для пополнения энтомологической коллекции Сахалинского областного краеведческого музея.2. Подготовка аннотированного списка наземных жесткокрылых Сахалина.3. Изучение приуроченности жесткокрылых к фитоценозам Сахалина и выявление факторов влияющие на их численность и распространение.4. Научная популяризация знаний о насекомых. Публикация музейных энтомологических коллекций: подготовка каталога, статей, издание книг о насекомых, размещение на сайте музея информации о насекомых, о проведенных исследованиях по энтомологии на островах Сахалинской области, подготовка новой экспозиции «Насекомые Сахалина, Монерона и Курильских островов», стационарных выставок. 5. Подготовка, публикация и размещение на сайте музея (иллюстрированного фото-, видеоматериалами) ежегодного научного отчета о работе по проекту:- полевых исследований;- собранных коллекций;- результатов научных исследований;- подготовленных научных и научно-популярных статей, каталогов, изданных книг.6. Разработка интерактивного атласа-определителя насекомых Сахалина и Курильских островов на сайте Сахалинского областного краеведческого музея.

Задачи научно-исследовательской работы

1. Описание и определение коллекции насекомых Сахалинского областного краеведческого музея.2. Изучение видового разнообразия жесткокрылых насекомых (Coleoptera) Сахалина и Курильских островов.3. Определение факторов влияющих на численность и распространение жесткокрылых;4. Разработка мер и рекомендаций по сохранению видового разнообразия насекомых Сахалина и Курильских островов.5. Изучение фаунистических комплексов жужелиц (Carabidae) о. Сахалин.6. Изучение биологии и особенностей распределения редких видов насекомых.

Задачи на 2011 – 2012 гг.

Изучить видовое разнообразие насекомых литорили и супралиторали морских побережий юга Сахалина. Произвести сбор насекомых в разнообразных биотопах острова для пополнения энтомологической коллекции музея.

Содержание работ и методика их выполнения.

Для изучений почвенной энтомофауны предполагается установка почвенных ловушек Барбера, объединенных в почвенные станции, а также разбор лесной подстилки в различных районах Сахалина: Холмском, Невельском, Анивском, Корсаковском, Долинском и др. В ходе этих работ определяются разные частные характеристики распределения почвенных насекомых: уловистость, частота встречаемости, частота доминирования, относительное обилие.В качестве исходных данных при объединении станций с разным видовым составом насекомых в группировки и фаунистические комплексы предполагается использовать данные по их относительному обилию. Выделение группировок допускается производить методом кластерного анализа данных (Андреев, 1980). В качестве показателя сходства видового состава и относительного обилия уловов применяется коэффициент общности удельного обилия К. Чекановского (Czekanowcki, 1911, Чернов, 1975), который рекомендован для проведения подобного рода объединений (Шитиков и др., 2003):

где Kn – коэффициент общности удельного обилия, ai1, ai2 – соответственно численность вида i в долях от общей численности в 1-м и 2-м сравниваемых уловах; N – общее число видов в сравниваемых уловах.

Иерархические дендрограммы сходства почвенных станций по видовому составу и удельному обилию уловов насекомых предполагается строить с помощью взвешенного парно-группового метода (Бейли, 1970), определение сходства каждого вновь образуемого класса со всеми остальными – методом медианы (Андреев, 1980).

Для описания видового разнообразия используется показатель Симпсона в трактовке Гибсона (Gibson, 1966):

где Ds – показатель разнообразия Симпсона, pj – доля i-го вида в общей биомассе пробы, S – число видов в пробе.

Для оценки структурной организации сообществ применяется индекс доминирования (Песенко, 1982):

где D – индекс доминирования, ni – значимость i-го вида в единицах удельной биомассы, N – суммарная значимость всех видов в единицах удельной биомассы.Кривые доминирования видов (терминология Р. Уиттекера (1980)) строятся в соответствии с рекомендациями, изложенными в работе Н. В. Лебедевой с соавторами (2002).

Литература:

1. Андреев В. Л. Классификационные построения в экологии и систематике. Л.: Наука. 1980. 142 с.2. Бейли Н. Математика в биологии и медицине / Н. Бейли. М.: Мир. 1970. 326 с.3. Клитин А. К. Жужелица Лопатина // Природа. № 9. 1999. С.57–61.4. Клитин А. К. Насекомые // Красная Книга Сахалинской области. Животные. Сахалинское книжное издательство. 2000. С.145–160.5. Клитин А. К. О распространения аполлона Феба (Parnassius phoebus) на Сахалине// Сохранение биоразнообразия Камчатки и прилегающих морей: Материриалы III научной конференции.  Петропавловск-Камчатский: Издательство КамчатНИРО. 2002. C. 284–286.6. Клитин А. К. О фаунистических комплексах жужелиц рода Carabus в лесных и луговых ценозах о. Сахалин // Вестник Сахалинского музея. Ежегодник Сахалинского областного краеведческого музея. № 12. 2005. С. 370–3817. Клитин А. К. Дополнение к фауне жужелиц (Coleoptera, Carabidae) о. Уруп // Сохранение биоразнообразия Камчатки и прилегающих морей. Материалы VIII международной научной конференции, посвященной 275-летию с начала Второй Камчатской экспедиции (1732–1733). Петропавловск-Камчатский: Издательство Камчатпресс. 2007. С. 365–368.8. Клитин А. К. Дополнение к фауне жужелиц (Coleoptera, Carabidae) острова Симушир (Курильские о-ва) // Сохранение биоразнообразия Камчатки и прилегающих морей: Материалы IХ международной научной конференции, посвященной 100-летию с начала Камчатской экспедиции Императорского Русского географического общества, снаряженной на средства Ф. П. Рябушинского. Петропавловск-Камчатский: Изд-во «Камчатпресс». 2008. С. 319–322.9. Клитин А. К. Новая находка медведицы Менетрие (Borearctia menetriesii) на Сахалине // Вестник Сахалинского музея. Ежегодник областного государственного учреждения культуры «Сахалинский государственный областной краеведческий музей». Южно-Сахалинск: СГОКМ. 2009. № 16. С. 269–271.10. Криволуцкая Г. О. Энтомофауна Курильских островов. Основные черты и происхождение. Л.: Наука. 1973. 315 с.11. Клитин А. К., Вертянкин А. В. Насекомые. Естественная история Сахалина и Курильских островов. Южно-Сахалинск: СГОКМ. 2011. 196 с.12. Лебедева Н. В. География и мониторинг биоразнообразия / Н. В. Лебедева, Д. А. Криволуцкий, Ю. Г. Пузаченко, К. Н. Дьяконов, Г. М. Алещенко, А. В. Смуров, В. С. Максимов, В. С. Гикунов, Г. Н. Огуреева, Т. Н. Котова. М.: Издательство Научного и методического центра. 2002. 432 с.13. Лелей А. С., Стороженко С. Ю., Холин С. К. Насекомые (Insecta) // Растительный и животный мир Курильских островов. Материалы международного Курильского проекта. Владивосток: Дальнаука. 2002. С. 96–108.14. Лелей А. С., Стороженко С. Ю., Курзенко Н. В. Разнообразие насекомых (Insecta) дальнего Востока России // Научные основы сохранения биоразнообразия Дальнего Востока России. Комплексный региональный проект ДВО РАН по Программе РАН «Научные основы сохранения биоразнообразия России». Владивосток: Дальнаука. 2006. С. 222–253.15. Матюшков Г. В., Курдыбан А. А. К экологии японского жука (Popillia japonica Newm.) на острове Кунашир // Вестник Сахалинского музея. Ежегодник Сахалинского областного краеведческого музея. № 4. 1997. С.290–299.16. Песенко Ю. А. Принципы и методы количественного анализа в фаунистических исследованиях. М.: Наука. 1982. 287 с.17. Розенберг Г. С. Экологическая информатика: Учебное пособие / Г. С. Розенберг, В. К. Шитиков, Д. П. Мозговой. Самара: Изд-во Самар. ун-та, 1993. 151 с.18. Розенберг, Г. С. Экология. Элементы теоретических конструкций современной экологии / Г. С. Розенберг, Д. П. Мозговой, Д. Б. Гелашвили. Самара: СамНЦ РАН, 1999. 396 с.19. Суханов, В.  В. Метод компьютерного выделения биоценотических комплексов на примере районирования акватории Охотского моря / В. В. Суханов, В. П. Шунтов, В. В. Лапко // VII съезд Гидробиологического общества РАН, 14–20 октября 1996 г.: Материлы съезда, Т. 1. Казань. 1996. С. 160–162.20. Чернов Ю. И. Основные синэкологические характеристики почвенных беспозвоночных и методы их анализа // Методы почвенно–зоологических исследований. М.: Наука. 1975. С. 160–216.21. Шитиков, В. К. Количественная гидроэкология: методы системной идентификации / В. К. Шитиков, Г. С. Розенберг, Т. Д. Зинченко. Тольятти: ИЭВБ РАН. 2003. 463 с.22. Czekanowcki J. Objectiv kriterien in der ethologie // Korrespondenz-blatt der Deutschen Gesellschaft fur Antropologie, Ethnologie, und Urgeschichte, 1911. 42. S. 1–5.23. Gibson, L. B. Some unifying characteristics of species diversity // Contribs Cushman Foundat. Foraminiferal Res. Vol. 17, No. 4. 1966. P. 117–124.24. Kuwayama S. Insekt Fauna of the Southern Kurile Islands.1967. 225 p.

Находки и открытия

Отряд Neuroptera – Сетчатокрылые 1. Paraglenurus japonicus (McLachlan, 1867)

Отряд Coleoptera — Жесткокрылые. Perileptus (Perileptus) japonicus Bates, 1873

Tachyura (Amaurotachys) exarata (Bates, 1873)

Chlaenius (Agostenus) gebleri Ganglbauer, 1891

Отряд Lepidoptera — Чешуекрылые Семейство Geometridae — Пяденицы 1. Erannis jacobsoni Djakonov, 1926

Семейство Thyatiridae — Совковидки, или пухоспинки 1. Achlya longipennis Inoue, 1972

Семейство Lymantriidae Hampson, 1893 – Волнянки 1. Orgyia thyellina Butler, 1881

Отряд Plecoptera – Веснянки 1. Megarcys ochracea Klapálek, 1912

Публикации

• 1. Вертянкин А. В. Редкие и новые для Сахалина и Курильских островов насекомые в коллекции Сахалинского государственного областного краеведческого музея

  Вертянкин А. В. Редкие и новые для Сахалина и Курильских островов насекомые в коллекции Сахалинского государственного областного краеведческого музея // Шестые Гродековские чтения: Матер. Межрегион. научн.-практ. конф. «Актуальные проблемы исследования Российской цивилизации на Дальнем Востоке». Т. 4. Хабаровск: Хабаровский краеведческий музей им. Гродекова, 2009. С. 148 — 151.

• 2. Вертянкин А. В., Лафер Г. Ш. Новые находки жужелиц (Coleoptera, Carabidae) на островах Сахалин и Монерон

  Вертянкин А. В., Лафер Г. Ш. Новые находки жужелиц (Coleoptera, Carabidae) на островах Сахалин и Монерон // Евразиатский энтомологический журнал 11 (5): 433–436

• 3. Клитин А. К. Дополнение к фауне жужелиц (Coleoptera, Carabidae) о. Симушир. 2008 г.

  Клитин А. К. Дополнение к фауне жужелиц (Coleoptera, Carabidae) острова Симушир (Курильские о-ва) // Сохранение биоразнообразия Камчатки и прилегающих морей: Материалы IХ международной научной конференции, посвященной 100-летию с начала Камчатской экспедиции Императорского Русского географического общества, снаряженной на средства Ф. П. Рябушинского. Петропавловск-Камчатский: Изд-во «Камчатпресс». 2008. С. 319–322.

• 4. Клитин А. К. Дополнение к фауне жужелиц (Coleoptera, Carabidae) о. Уруп. 2007 г.

• 5. Клитин А. К. Жужелица Лопатина. Природа №9. 1999 г.

• 6. Клитин А. К. К распространению и фенологии жужелицы Carabus lopatini A.Mor.(Coleoptera, Carabidae) Южного Сахалина. 1990 г.

• 7. Клитин А. К. Новые фаунистические находки редких видов чешуекрылых (Lepidoptera, Rhopalocera) в Сахалинской области. 1991 г.

• 8. Обыдов Д. Ainocarabus. 2007 (8.4 Mb). Obydov D. A. Review of the subgenus Ainocarabus Mandl, 1973 of the Russian Far East (Coleoptera: Carabidae)

• 9. Обыдов Д. Car arvensis klitini. 2007 (2.5 Mb). Obydov D. A. new subspecies of Carabus (Carabus) arvensis Herbst, from South Kuril islands (Coleoptera, Carabidae)

• 10. Обыдов Д. Car blaptoides simuschirensis. 2008 (3.4 Mb). Obydov D. A. New taxa of the tribe Carabini (Coleoptera, Carabidae)

• 11. Клитин А. К. Редкие насекомые Сахалинской области. 1989

• 12. Клитин А. К. О фаунистических комплексах жужелиц рода Carabus в лесных и луговых ценозах о. Сахалин.2005 г.

• 13. Вертянкин А. В., Шабалин С. А. Предварительные данные о населении и структуре доминирования жужелиц (Coleoptera, Carabidae) некоторых луговых биотопов Южного Сахалина.

• 14. Клитин А. К. К распространению жужелиц рода Carabus. Кишинев. 1990 г.

• 15. Клитин А. К. Жужелицы рода Carabus (L.) Thoms.(Coleoptera, Carabidae) о.Сахалин. 1991 г.

Вопрос исследователю

Задать вопрос

Президентский фонд культурных инициатив

Независимая оценка

Артефакт – гид по музеям России

Национальный проект «Культура»

Виртуальный музей

Национальные культуры Сахалина и Курильских островов XIX–XX веков

Залы музея в 3D

Ученики детского технопарка «Кванториум» разработали виртуальные 3-D туры для сахалинских музеев.

Музеи Сахалинской области

Все музеи Сахалинской области на одном сайте

Музей Хоккайдо

Музеи России

Министерство культуры и архивного дела

Виртуальный музей 3D

Всероссийский дистанционный конкурс, посвященный героизму наших солдат и празднованию Дня Победы: «Защитник Родины моей!»

Всероссийский дистанционный конкурс, посвященный героизму наших солдат и празднованию Дня Победы: «Мои деды ковали Победу!»

Всероссийский дистанционный конкурс, посвященный героизму наших солдат и празднованию Дня Победы: «Открытка своими руками»

Акселератор культурных проектов

Время сделать прививку.

Вакцинация бесплатно.

Пройди диспансеризацию

Получи свою карту сахалинца

Насекомые для детей Уроки естествознания и мероприятия

Что такое насекомое?

Попросите детей описать насекомых.

Их ответы могут быть очень общими или более конкретными, поэтому в зависимости от того, что, по вашему мнению, они уже знают о насекомых, вы, вероятно, захотите выбрать, какие части этого урока естествознания вы будете использовать.

Возможно, вы также захотите использовать наши занятия с насекомыми для PreK-2, чтобы дать своим детям больше практического опыта!

Задание №1

Помогите своим детям составить список всех насекомых, о которых они могут подумать.

Дети младшего возраста (дошкольники и детсадовцы) могут захотеть нарисовать список с картинками, написать свой список на доске или продиктовать вам свой список, чтобы вы его написали.

Поощряйте их включать все, что они считают насекомыми, так как цель этого задания — развить мысли.

По мере продолжения вашего исследования они смогут снова просмотреть свои списки и вычеркнуть все предметы, которые они включили в первый раз и которые на самом деле не являются насекомыми (такие как пауки или роли-поли).

Как отличить насекомое от жука или другого жука-ползучего существа?

Попросите детей старшего возраста (первоклассников и второклассников) описать общие черты насекомых. Младшие дети тоже могут это делать, просто начните с нескольких примеров, таких как «у насекомых есть глаза» или «у насекомых нет хвостов».

Упражнение №2

Зрителям будет особенно полезно просматривать журналы о природе, книги, энциклопедии или Интернет в поисках изображений различных насекомых.

(Поиск изображений в Google по запросу «насекомые» выдаст несколько отличных фотографий.)

Пусть они попытаются найти изображение каждого насекомого в своем списке или попросят их найти по одной картинке, демонстрирующей каждую из упомянутых характеристик.

Насколько велики насекомые, которых вы видели? (Попросите детей помладше показать вам свои руки; дети постарше могут оценить размер конкретных насекомых.) Некоторые взрослые насекомые имеют длину менее 1 мм; это реально мелочь!

С другой стороны, некоторые редкие насекомые-палочники в Южной Америке могут вырастать до 36 см (около 14 футов) в длину. (

Покажите на линейке разницу между большими и маленькими размерами.)

Анатомия насекомых

Есть ли у насекомых кости?

У насекомых нет позвоночника, как у людей и многих других животных.

На самом деле у насекомых нет костей; вместо этого у них жесткий экзоскелет. «Экзо» означает снаружи, то есть скелет находится снаружи тела насекомого, а не внутри, как у нас.

Знаете ли вы, что насекомые связаны с крабами и омарами, у которых тоже есть экзоскелеты?

Мышление с научной точки зрения: Животные, у которых есть позвоночник, называются позвоночными – вы можете назвать каких-нибудь позвоночных?. Любые животные, не имеющие позвоночника, например насекомые, называются беспозвоночными .

Все насекомые имеют три основные части тела: голова , грудь и брюшко . Важно знать эти части по порядку. Это помогает думать о грудной клетке как о зажатой между головой (которая находится вверху, как и ваша собственная голова) и животом (внизу).

Голова : Насекомое имеет маленькую голову, которая очень похожа на вашу голову, потому что она содержит мозг, глаза и рот насекомого. У насекомых также есть специальные щупальца, называемые усиками, которые торчат из макушки головы. Они используют свои антенны для обоняния и осязания, потому что у них нет носа и рук, как у нас.

Научное мышление: возможно, вы уже слышали слово «антенна», но слышали ли вы когда-нибудь, чтобы кто-нибудь говорил «антенны» (произносится: ан-тен-я)? Знаете ли вы, что «антенны» — это всего лишь форма множественного числа слова «антенна»? Когда мы говорим «антенна», мы говорим об одном, а когда мы говорим «антенны», мы говорим о двух или более, точно так же, когда мы говорим «обувь», мы говорим об одном ботинке, а когда мы говорим «обувь», мы говорим об одном ботинке. речь идет о паре туфель.

Глаза : Глаза насекомых сильно отличаются от глаз человека (так называемые простые глаза).

На самом деле насекомые даже не видят вещи так, как мы! У них два сложных глаза с множеством разных линз, вместо одной линзы в каждом глазу, как у нас.

Каждый сложный глаз может иметь от 2 до 30 000 различных поверхностей, очень чувствительных к свету. Сложные глаза не могут видеть очень много деталей или вещей, которые находятся далеко.

Однако они могут видеть очень быстрые движения и предметы, находящиеся рядом с ними. Если бы у насекомых не было сложных глаз, им было бы очень трудно выживать и находить пищу!

Вы когда-нибудь пытались прихлопнуть муху? Что произошло, когда вы приблизились к нему? Вероятно, он улетел в ту же секунду, как вы подошли достаточно близко, чтобы ударить его.

Это потому, что сложные глаза мухи выпучены из головы, поэтому она может видеть движение вокруг своего тела и видеть, когда вы приближаетесь к ней.

Научное мышление: у некоторых насекомых, таких как кузнечики, есть сложные глаза и нормальные глаза (называемые простыми глазами)! С простыми глазами они могут видеть гораздо больше деталей и видеть вещи, которые находятся далеко.

Нажмите, чтобы увидеть: сложные глаза стрекозы.

Грудная клетка : Прямо под головой насекомого находится средняя часть, называемая грудной клеткой. Грудная клетка насекомого похожа на вашу грудь, за исключением того, что у насекомых шесть ножек, выходящих из грудной клетки! Ноги насекомых имеют специальные суставы (вроде ваших коленей) и крошечные зазубрины на концах вместо пальцев. Многие виды насекомых имеют одну или две пары крыльев, прикрепленных к их грудной клетке.

Мыслить научно: У насекомых крылья всегда парные, как у самолетов. У большинства взрослых насекомых две пары крыльев, но у некоторых только одна пара, а у некоторых вообще нет крыльев! Вы можете назвать каких-нибудь насекомых, у которых нет крыльев? Можете ли вы придумать некоторые с двумя парами, а некоторые только с одной парой? (Ответы будут разными, но вот пример: у трости нет крыльев, у кузнечиков две пары крыльев, а у мух только одна пара крыльев. Их больше, можете придумать какие-нибудь?)

Брюшко : Часть под грудной клеткой насекомого называется брюшком. Это самая большая часть тела насекомого и содержит его желудок, как и ваш живот. Он также содержит репродуктивную систему насекомого. Насекомые могут размножаться (заводить детей) очень быстро. Большинство насекомых размножаются, откладывая яйца, как и куры, только яйца насекомых очень маленькие и имеют мягкую скорлупу.

Научное мышление: Чтобы быть настоящим насекомым, существо должно иметь голову, грудную клетку и брюшко, шесть ног, две антенны и экзоскелет. Все, что не имеет хотя бы этих характеристик, не является насекомым. Пауки имеют восемь ног и две основные части тела. Они насекомые? Нет, это точно не они! Пауки относятся к классу под названием паукообразные . Иногда мы объединяем насекомых, пауков, многоножек, клещей и других животных вместе и называем их «жуками».

(Обратите внимание, что этот сайт предоставляется по подписке, но они предлагают множество других раскрасок и рабочих листов о насекомых бесплатно. )

Где живут насекомые?

Насекомых можно найти практически везде на Земле.

Они живут в земле, на поверхности земли, в воздухе, под бревнами и камнями, внутри и снаружи растений, цветов и деревьев и даже на других животных!

Знаете ли вы, что некоторые насекомые могут выжить даже при экстремально низких температурах Антарктиды? (

Попросите детей старшего возраста рассказать вам, что они знают об Антарктиде, и указать ее на глобусе или карте. Спросите их, как разные температуры влияют на жизнь.) могут жить насекомые. Например, в высокой траве или сорняках, на деревьях, в цветниках, огородах и т. д.

Затем подумайте о лесных массивах (внутри гниющих бревен, на здоровых деревьях, под камнями и т. д.) и участках вдоль берегов прудов, ручьев, озер, рек и океанов.

Попросите детей угадать, какие особые характеристики нужны определенным насекомым, чтобы жить в этих разных местах. Постарайтесь, чтобы они отличали насекомых, живущих во влажных местах от сухих, холодный климат от жаркого и т. д.

Как вы думаете, что нужно насекомым для жизни? Подумайте, как насекомые могут получить то, что им нужно. Сравните эти вещи с тем, что нужно людям и другим животным для жизни.

Насекомым для выживания необходимы: пища (белок), вода, тепло в холодные зимние месяцы и укрытие (от непогоды и хищников).

Разным видам насекомых требуется разное количество этих элементов, и они получают их разными путями.

Можете ли вы представить себе, что насекомое, которое живет на вашем заднем дворе, может нуждаться в других вещах, чем насекомое, которое живет в пруду?

Вопросы на повторение : Каких насекомых вы недавно видели? Где они жили? Как вы думаете, каких насекомых вы можете найти на своем заднем дворе? А если бы вы были в лесу или возле пруда?

Классификация

Существует более 1 миллиона известных видов насекомых (и только около 4500 видов млекопитающих), и многие другие еще даже не открыты! Как вы понимаете, ученым, должно быть, трудно уследить за таким количеством различных насекомых. Чтобы помочь им в такой большой работе, они придумали систему сортировки всех насекомых по разным группам. это называется классификация . Классификация используется для всех видов животных, таких как кошки, собаки, свиньи, саламандры, рыбы и черепахи.

Мы используем классификацию и для многих других вещей; вы можете думать о любом? (Пример: книги, еда, одежда, семья и работа.) Насекомые классифицируются по их различным характеристикам. (Пример: у божьих коровок шесть ног и твердые внешние крылья. У кузнечиков шесть ног и кожистые крылья. У пауков восемь ног и только две основные части тела, поэтому они не классифицируются как насекомые.)

Чтобы научить детей тому, как работает классификация, сделайте набор классификационных карточек. Ниже представлена ​​одна идея, но эти карточки можно использовать по-разному, чтобы соотнести их с планированием урока или просто для развлечения!

1. Распечатайте изображения (из Интернета) на карточках или наклейте изображения из журналов на каталожные карточки.

2. Сделайте несколько карточек с утверждениями, на каждой из которых укажите одну характеристику насекомого, например, «У насекомых шесть ног» или «Насекомые с крыльями». Убедитесь, что у вас достаточно карточек с картинками, чтобы классифицировать по крайней мере двух насекомых под каждой карточкой-утверждением. (Для детей, которые еще не умеют читать, попробуйте вместо этого использовать цветную плотную бумагу и потренироваться в сопоставлении.)

3. Разложите карточки с картинками (лицевой стороной вверх) на столе или на полу и стопкой положите карточки с утверждениями лицевой стороной вниз.

4. По очереди вытяните одну карточку с утверждением, а затем выберите одну карточку с изображением, которая соответствует утверждению. Поместите карточку с заявлением (стороной с надписью вверх) так, чтобы карточка с изображением находилась под ней. Следующий человек может либо поместить другую карточку с изображением под тем же утверждением, либо выбрать новое утверждение и изображение.

---

•  Божьи коровки
•  Наука о жуках
•  Жизненный цикл божьей коровки
•  Жуки

Самые интересные в мире насекомые | Наука

Мейлан Солли

Младший редактор, история

Насекомые являются одними из самых распространенных форм жизни на Земле, составляя ошеломляющие 80 процентов всех видов животных. Но в последние годы сообщения о сокращении популяции насекомых заставили некоторых экспертов предупредить о надвигающемся «апокалипсисе насекомых».

Смитсоновский справочник по интересным насекомым , выпущенный ранее этой весной издательством Smithsonian Books, точно демонстрирует, почему такой «апокалипсис» наносит сокрушительный удар по биоразнообразию. Работа, составленная энтомологами Гэвином Броудом, Бланкой Уэртас, Эшли Кирк-Сприггс и Дмитрием Тельновым, освещает более 100 видов насекомых из коллекции Лондонского музея естественной истории, насчитывающей около 34 миллионов экземпляров.

Представленная в потрясающих полноцветных фотографиях книга демонстрирует целый ряд насекомых, в том числе стеблеглазую муху, у которой есть глаза на концах длинных, выступающих, похожих на рога стеблей, ярко-желто-черную ихневмониду. оса и металлический золотисто-зеленый долгоносик. Изображения сопровождаются краткими описаниями жуков, а также информацией об их географическом распространении и размерах.

Смитсоновский справочник интересных насекомых

С поразительными фотографическими профилями насекомых

«Мы, люди, видим насекомых как маленьких существ, — говорит соавтор Бланка Уэртас, старший хранитель музея чешуекрылых. «Однако размер насекомых превосходит их невероятную способность адаптироваться к большинству мест обитания, в том числе к самым сложным, обеспечивая их … успех, живя на планете даже раньше людей».

Интересные насекомые Публикация совпадает с публикацией исследования, предполагающего, что вышеупомянутый «апокалипсис» имеет больше нюансов, чем считалось ранее.

Для статьи, недавно опубликованной в журнале Science, исследователя проанализировали 166 опросов на 1676 сайтах по всему миру. Анализ показал, что популяция наземных насекомых на Земле за последние 30 лет сократилась на 27 процентов, то есть чуть менее 1 процента в год.

Сокращение численности насекомых на Земле нельзя объяснить каким-то одним движущим фактором. Вместо этого исследования показывают, что насекомые сталкиваются с множеством угроз, включая разрушение и фрагментацию среды обитания, изменение климата, пестициды, урбанизацию и световое загрязнение.

«Сокращение популяций [i]насекомых реально, но оно было зарегистрировано лишь в нескольких регионах мира», — говорит Уэртас. «По иронии судьбы, в менее изученных районах мира [содержится] самое большое разнообразие насекомых (и многих других организмов), поэтому проблема серьезнее, [чем] мы думаем (и знаем)».

Гэвин Брод, главный куратор, отвечающий за насекомых в музее, добавляет: «Мы надеемся, что, привлекая внимание к удивительному разнообразию жизни насекомых, люди больше оценят взрыв цвета и формы в крошечных шкала. И то, что действия по сохранению мира природы помогут гарантировать, что это разнообразие жизни будет продолжать процветать вечно, а не только быть известным по старым музейным образцам».

В ознаменование выпуска «Интересные насекомые» , журнал Smithsonian воскресил несколько популярных видов насекомых в виде коротких GIF-анимаций. Наверху: бабочка с художественными наклонностями, названная в честь одного из гигантов современного искусства.

Мотылек Пикассо

Научное название: Baorisa hieroglyphica

Распространение: Северная Индия, Юго-Восточная Азия

4 :

69 Размах крыльев 50 мм (2 дюйма)

Название вида hieroglyphica связано с поразительными геометрическими линиями и формами на передних крыльях этой бабочки. Возможно, формы напоминают красную голову насекомого с усиками и ногами, направляющую птичий клюв к кончикам крыльев? Или паук в паутине? Хотя иногда его называют мотыльком Пикассо, вы можете подумать, что моль Миро — дань уважения красочным творениям испанского художника Хоана Миро — более уместна.

Красный пятнистый жук-жемчужница

Научное название: Стигмодера Cancellata

Распределение: Западная Австралия

Размер: 23-35 мм (1-1,5 дюйма)

личинки живут в почве и питаются корнями миртовых кустарников до 15 лет. Взрослые особи появляются в идеальное время, чтобы совпасть с сезоном полевых цветов: с октября по ноябрь. Самки значительно крупнее самцов.

Затвердевшие передние крылья, или надкрылья, зеленоватые или голубоватые, с шестью красными пятнами неправильной формы и красными боковыми краями; эти защитные оболочки грубо проколоты, что придает жуку мерцающий вид с крапинками. У S. cancellata передняя часть тела зеленая, медная или черноватая.

Уэртас сравнивает «крепкие тела» жуков с бронированными танками. Тем не менее, по ее словам, набор тонких крыльев под крепкими крыльями этих насекомых позволяет им летать так же эффективно, как и любым другим видам насекомых.

Claudina Butterfly

Научное название: Agrias Claudina

Распространение: Tropical South America

Размер 80 Mmmm Mmm Mmm. Уолтер Бейтс, когда он столкнулся с ним в бразильской Амазонии в 1850-х годах.

Эта тропическая бабочка имеет яркие малиновые пятна на верхних крыльях, но ее нижние крылья, возможно, еще более эффектны. Однако у него есть некоторые неприятные привычки питания, а именно высасывание питательных веществ из гниющей плоти и фруктов.

Нижние крылья бабочки Клаудины украшены замысловатым узором. Его заднее крыло имеет желтые пучки, называемые андрокониями. Эти особые чешуйки, обнаруженные у многих самцов отряда насекомых Lepidoptera, распространяют феромены, участвующие в ухаживании.

«Видимая яркая окраска крыльев многих бабочек необходима для общения на дальнем расстоянии, и она эволюционировала благодаря преимуществу самцов», — говорит Уэртас. «В некоторых случаях некоторые виды бабочек используют яркую окраску для отпугивания хищников. Восприятие цветов настолько различается между видами, что это может служить объяснением различий в поведении среди них».

Скрипичный жук

Научное название: Mormolyce Phyllodes

Распределение: Indo-Malaya

Размер: 60. необычный жук из чрезвычайно разнообразного семейства жужелиц Carabidae. Форма его тела сравнивается с гитарой или скрипкой, и, если смотреть сбоку, кажется совершенно плоским.

M. phyllodes идеально подходит для жизни под рыхлой корой мертвых деревьев или в трещинах почвы. Если его потревожить, он выпустит брызги жидкости из кончика брюшка. Жидкость имеет сильный запах, напоминающий смесь азотной кислоты и аммиака, и вызывает жжение при попадании в глаза.

Молочай зеленый кузнечик

Научное название: Phymateus viridipes

Распространение: Южная Африка

Размер: 70 мм (2,75 дюйма) в длину

Этот большой африканский кузнечик выделяет ядовитую жидкость из грудной клетки, когда встревожен. Жидкость получают из ядовитых растений молочая, которыми он питается как неполовозрелая нимфа или взрослая особь. Цветные задние крылья, которые обычно скрыты, когда кузнечик отдыхает, также могут мигать, чтобы отпугнуть потенциальных хищников.

Листовое насекомое Грея

Научное название: Phyllium bioculatum

Распространение: Юго-Восточная Азия и Индо-Малайя

Размер: Длина от 50 до 100 мм (от 2 до 4 дюймов). Вид получил свое название от больших кожистых жилок передних крыльев самок, которые очень напоминают жилки листьев, что дает им превосходные маскировочные способности. Взрослые самцы листовых насекомых имеют прозрачные крылья и заметные пятна на брюшке — отсюда и их научное название, которое переводится как «двухпятнистый».

Папуань Зеленая долгоносика

Научное название: EUPHOLUS Schoenherrii

Распределение: New Guinea

Size: 21-115. Eupholus по праву считаются самыми красивыми долгоносиками. Несмотря на яркую окраску, их окраска на самом деле представляет собой форму камуфляжа, сочетающую тропическое голубое небо, пышную зелень растительности и темноту тропических лесов. Этот конкретный вид довольно распространен на севере Новой Гвинеи, где он обитает как в первобытных лесах, так и в местных садах.

Осе кусочки

Научное название: Chrysis Ruddii

Распределение: по всей Европе и Западной Азии

Размер: 7-10 MM (0.255. до своего имени, откладывая яйца в гнезда пчел и ос. Chrysis ruddii специально специализируется на глиняных гнездах гончарных ос. Молодая оса-кукушка поедает законного обитателя гнезда и его запасы пищи. При нападении пчел или ос, которых они пытаются узурпировать, осы-кукушки могут свернуться в сильно бронированный шар, похожий на драгоценный камень.

Metallic Tachinid Fly

Научное название: RHACHOEPALPUS Metallicus

Распределение: Tropical South America

9008. предполагает, что у этой мухи поразительный металлический синий блеск. Его брюшко покрыто длинными, крепкими, торчащими щетинками. Металлическая окраска необычна для этого семейства мух, но существует несколько металлических видов из разных регионов мира. R. metallicus встречается в Высоких Андах в тропиках Южной Америки, где личинки, вероятно, развиваются как внутренние паразиты гусениц или личинок жуков.

Brush Jewel Beetle

Научное название: Julodis Cirrosa

Распределение: Южная Африка

Размер: 25-27 ММ (приблизительно 1 Дюйм

9000 Жук-жемчужница имеет цилиндрическое тело с грубо пунктированной поверхностью, покрытой пучками длинных восковых беловатых, желтых или оранжевых волосков. Личинки проникают в стебли и корни различных кустарников. Взрослые жуки недолговечны и активны в дневную жару. Они питаются богатой водой листвой и цветами.

Восковой хвост. из семейства фульгоровых. Некоторые виды нимф фульгорид выделяют восковые выделения из специальных желез на брюшке и других частях тела. Взрослые самки многих видов также производят воск, который можно использовать для защиты яиц. Восковидные выступы на брюшке особенно развиты у этого красивого вида из тропических лесов Центральной Америки. Взрослые особи и нимфы питаются соком деревьев.

Рекомендуемые видео

насекомых: факты (Научный путь: Общественное телевидение Айдахо)

IdahoPTV Главная > Научный поход > Насекомые > Факты

• Дом
• Факты
• Ссылки
• Игры
• Учителя
• Книги
• Глоссарий
• Видео

См. 10 самых популярных вопросов

Насекомые!!

Некоторые люди съеживаются при виде их, другие любят брать их в руки и изучать. Насекомые повсюду. На самом деле насекомые — самые многочисленные существа на земле. Они живут на всех континентах мира, кроме Антарктиды, хотя некоторые из них, возможно, добирались туда автостопом вместе с учеными-людьми, которые отправились изучать этот район.

Научное название насекомых — Heteroptera. Подсчитано, что на Земле насчитывается более миллиона различных видов насекомых. Насекомые составляют более 80% мировой популяции животных. И внутри каждого вида буквально миллионы членов. Постоянно открываются новые насекомые. На самом деле, ученые считают, что существует больше видов, о которых мы еще не знаем, чем мы идентифицировали в настоящее время. Это действительно удивительно думать об этом!!

Изучение насекомых известно как энтомология. Можно подумать, что все эти энтомологи могли бы дать более точный подсчет количества насекомых на Земле. Но подсчитать насекомых более или менее невозможно. Правда в том, что большинство насекомых прячутся — это один из способов их защиты. Многие живут под землей или внутри деревьев и других живых существ. У многих из них очень короткая продолжительность жизни – может быть, несколько дней. Это затрудняет их подсчет. Поэтому ученые делают оценки на основе колоний, обнаруженных в данной области, или доказательств, оставленных насекомыми.

Тело насекомого

У насекомых нет костей, как у вас, но вместо этого они имеют твердое внешнее покрытие, известное как экзоскелет. Этот экзоскелет защищает их органы и помогает им передвигаться. Их тела разделены на три отдела: голова, грудь и брюшко.

ГОЛОВА: В голове находятся глаза и рот. Глаза насекомых сильно отличаются от тех, которые мы привыкли видеть. Насекомое имеет так называемый сложный глаз. В то время как человеческий глаз имеет только одну линзу для зрения, глаз насекомого покрыт множеством линз, что позволяет им видеть в более широком диапазоне вокруг своей головы. Эти глаза создают множество изображений, состоящих из точек, почти так же, как работает телевизор. Они плохо «видят», а полагаются на движение или расстояние для идентификации объектов.

Рот насекомых может быть одной из двух форм, в зависимости от насекомого. У некоторых есть рот в форме соломинки, называемый хоботком, который позволяет им сосать нектар из цветов. У бабочек такой рот. У комаров есть разновидность этого типа рта, которая также позволяет прокалывать кожу жертвы, чтобы высасывать кровь.

Другие насекомые имеют жевательные рты для поедания листьев или коры. Муравьи и термиты — прекрасные примеры грызущих насекомых. Жевательные рты у некоторых насекомых могут использоваться для разрывания или резки — они даже могут использовать их в качестве инструментов для строительства.

Вместо носа для обоняния, как у нас, у насекомых на макушке головы есть усики. Эти антенны выполняют ту же работу, что и наш нос, но даже лучше. Это может помочь им определять температуру, находить пищу, определять места откладки яиц, избегать пестицидов и даже находить компаньонов. Антенны могут даже использоваться для слуха или вкуса у некоторых видов насекомых. Антенны могут перемещаться мышцами, чтобы направить их для более четкого понимания.

Грудная клетка: Насекомых можно узнать по шести ногам, прикрепленным к грудной клетке. Если у них больше шести ног, они не насекомые. Ноги соединены так же, как и ваши, но имеют когти на конце, где должна быть ваша ступня. Коготь используется для захвата и удержания вещей. У некоторых насекомых возле когтей есть специальная подушечка, покрытая очень тонкими волосками. Это используется для лазания по вертикальным или гладким поверхностям, таким как окна и стены. У некоторых насекомых, таких как кузнечики, задние ноги крупнее и сильнее для прыжков. У богомола большие передние ноги, которые сгибаются вперед и создают впечатление молящегося. Некоторые насекомые могут использовать свои ноги для рытья, захвата или переноски пищи или материалов для создания убежища. Некоторые умеют даже плавать.

Насекомые делятся на две категории; те, у кого есть крылья, такие как комары и мухи, и те, у кого нет крыльев, такие как муравьи и жуки. Крылья, как и ноги, также прикреплены к груди. В зависимости от насекомого у них может быть две пары крыльев. Некоторые крылья жесткие, похожие на экзоскелет или кожу. Эти твердые крылья не используются для полета, а используются для защиты более мягких, похожих на бумагу крыльев. Насекомые с двумя парами крыльев известны как «настоящие жуки». Хотя мы могли бы назвать всех насекомых жуками, на самом деле подходят только те, у которых есть этот отчетливый второй набор крыльев.

Брюшная полость: Брюшная полость содержит все внутренние органы для пищеварения, дыхания и размножения. Насекомые на самом деле дышат боковыми сторонами живота. Их кровь переносит пищу, но не кислород, поэтому их дыхательная и кровеносная система отличается от человеческой. Кровь насекомых не красная, а обычно прозрачная или от желтого до зеленого цвета.

Жизненный цикл

В течение жизни насекомые претерпевают изменения, известные как метаморфозы. В мире насекомых есть две разные формы метаморфоза; простой и полный. Разные виды насекомых живут на разных стадиях метаморфоза.

Простая метаморфоза

Яйцо ➲ Нимфа ➲ Взрослая особь

Взрослое насекомое откладывает яйца. Яйца вылупляются, и получившаяся жизнь известна как нимфа. Поскольку внешняя кожа или экзоскелет твердые, они должны сбросить этот слой, чтобы освободить место для тела нового размера по мере роста. Во время каждой фазы роста они известны как возраст. Когда нимфа не может вырасти больше, она считается взрослой. Нимфы и взрослые особи едят одну и ту же пищу, имеют одинаковую физическую форму и окраску. Когда они становятся взрослыми, они способны откладывать яйца, и цикл повторяется. Кузнечики и сверчки являются примерами насекомых, которые проходят через простой метаморфоз.

Полная метаморфоза

Яйцо ➲ Личинка ➲ Куколка ➲ Взрослая особь

Взрослое насекомое откладывает яйца и при этом варианте метаморфоза. На этом сходство заканчивается. Яйца вылупляются, чтобы выявить личинку. Личинки довольно бесформенны независимо от вида. В случае с бабочками их называют гусеницами — червеобразными существами, которые только и делают, что едят. Личинки мух также имеют сходную форму, но они маленькие, белые и не имеют опознавательных знаков. Личинки не едят ту же пищу, что и взрослые особи. На самом деле, некоторые насекомые прекращают есть после того, как прошли стадию личинки. По мере роста личинки несколько раз сбрасывают внешний экзоскелет.

В какой-то момент личинка начинает процесс превращения в куколку. На этом этапе гусеница подвешивается на ветке или другой прочной опоре и начинает укрываться защитным покрытием. Некоторые насекомые, например пчелы, имеют в колонии специальное место, где они могут укрыться. Это известно как куколка или кокон. Со стороны кажется, что ничего не происходит. Но внутри кокона происходит полное изменение. Части личинки перестраиваются — органы, мышцы и другие части тела развиваются в совершенно другое существо. Когда придет время появиться взрослой особи, что может занять от нескольких дней до нескольких лет, в зависимости от вида, она будет пробиваться из куколки или кокона, и из нее выйдет взрослая особь. Бабочки и пчелы проходят полную метаморфозу.

Посетите сайт Science Trek, посвященный бабочкам, чтобы узнать больше о полной метаморфозе.

Насекомые важны

Иногда нас раздражают насекомые, которые кусают нас или летят нам в лицо, когда мы собираемся на пикник. Но они больше, чем помеха. Они являются жизненно важной частью нашей окружающей среды.

Без насекомых, которые ползают по цветам, охотясь за едой, мы остались бы без еды. Некоторые насекомые случайно собирают пыльцу, которая представляет собой пыльный материал, образующийся внутри цветка, на свои ноги, когда они перемещаются внутри цветов. Затем, когда они посещают следующий цветок, эта пыльца стирается, чтобы оплодотворить его и создать механизм, позволяющий растению создавать фрукты или овощи. Это известно как опыление.

Помимо того, что они помогают создавать для нас пищу, они также избавляют нас от мертвых растений и животных. Некоторые виды насекомых являются ключом к тому, чтобы не дать нам по колено в мертвой материи. Когда растение или животное умирает, насекомые, бактерии и другие животные врываются, чтобы съесть останки и превратить их в почву в процессе пищеварения. Это оригинальный вариант утилизации.

Синяя шелковая ткань

Некоторые насекомые прядут материал, известный как шелк, из которого можно вплетать ткань. Он считается очень ценным материалом и используется для изготовления большого количества одежды.

Хотя есть насекомые, которые могут быть вредителями и вызывать проблемы в человеческом мире, есть также насекомые, которые поедают вредителей. Некоторые садоводы специально покупают божьих коровок, чтобы они жили в их саду и ели надоедливых насекомых, которые в противном случае съели бы растения в саду.

Посмотрим правде в глаза, насекомые могут быть пищей для некоторых из наших любимых животных. Птицы, рыбы, лягушки и змеи постоянно питаются насекомыми. Это всего лишь часть естественного круговорота вещей. В некоторых частях мира люди тоже любят перекусывать насекомыми.

Забавные факты

Вот несколько фактов о насекомых, которые вы, возможно, не знали.

• Комнатные мухи находят сахар ногами
• Муравьи могут поднять вес, в 50 раз превышающий их собственный вес
• Кусают только самки комаров
• Королева термитов может жить 50 лет
• У всех насекомых 6 ног, если их 8, то это пауки
• Термиты будут общаться с другими термитами, стуча головой о дерево
• Катидиды и палочники маскируются под листья и ветки
• Некоторые насекомые могут выжить при замораживании и повторном оттаивании

насекомых | Определение, характеристики, типы, полезные свойства, вредители, классификация и факты

Разнообразие насекомых

Просмотреть все СМИ

Ключевые люди:

Анна Ботсфорд Комсток
Сэр Винсент Вигглсворт
Ян Сваммердам
Леланд Оссиан Ховард
Х. В. Бейтс

Похожие темы:

гетерокрылый
жесткокрылые
аптеригота
муравей
Птеригота

Просмотреть весь связанный контент →

Резюме

Прочтите краткий обзор этой темы

насекомое , (класс Insecta или Hexapoda), любой член самого большого класса типа членистоногих, который сам является самым крупным из типов животных. Насекомые имеют сегментированное тело, сочлененные ноги и внешний скелет (экзоскелет). Насекомые отличаются от других членистоногих своим телом, которое разделено на три основные части: (1) голова, на которой расположены ротовой аппарат, глаза и пара усиков, (2) трехчлениковая грудная клетка, которая обычно имеет три членика. пары ног (отсюда «Hexapoda») у взрослых особей и обычно одну или две пары крыльев и (3) многочленистое брюшко, содержащее пищеварительные, выделительные и репродуктивные органы.

В народном смысле «насекомое» обычно относится к знакомым вредителям или переносчикам болезней, таким как клопы, комнатные мухи, платяная моль, японские жуки, тля, комары, блохи, слепни и шершни, или к заметным группам, таким как бабочки , мотыльки и жуки. Однако многие насекомые полезны с точки зрения человека; они опыляют растения, производят полезные вещества, борются с насекомыми-вредителями, действуют как падальщики и служат пищей для других животных ( см. ниже Значение). Кроме того, насекомые являются ценными объектами изучения для выяснения многих аспектов биологии и экологии. Большая часть научных знаний в области генетики была получена в результате экспериментов с плодовыми мухами, а в области биологии популяций — в результате исследований мучных жуков. Насекомых часто используют в исследованиях гормонального действия, функции нервов и органов чувств и многих других физиологических процессов. Насекомые также используются в качестве индикаторов качества окружающей среды для оценки качества воды и загрязнения почвы и лежат в основе многих исследований биоразнообразия.

Общие характеристики

По количеству видов и особей, а также по приспособляемости и широкому распространению насекомые, возможно, являются наиболее успешной группой всех животных. Они доминируют в современной наземной фауне, насчитывающей около 1 миллиона описанных видов. Это составляет около трех четвертей всех описанных видов животных. По оценкам энтомологов, фактическое количество живых видов насекомых может достигать от 5 до 10 миллионов. Отряды, содержащие наибольшее количество видов, — это жесткокрылые (жуки), чешуекрылые (бабочки и мотыльки), перепончатокрылые (муравьи, пчелы, осы) и двукрылые (настоящие мухи).

Внешний вид и повадки

Большинство насекомых мелкие, обычно менее 6 мм (0,2 дюйма) в длину, хотя диапазон размеров широк. Некоторые пернатые жуки и осы-паразиты почти микроскопические, в то время как некоторые тропические формы, такие как жуки-геркулесы, африканские жуки-голиафы, некоторые австралийские палочники, а размах крыльев мотылька-геркулеса может достигать 27 см (10,6 дюйма). ).

Britannica Quiz

A Is for Animal Quiz

Насколько хорошо вы знаете животных, имена которых начинаются на букву А? Пройдите этот тест и узнайте.

У многих видов различие в строении тела между полами ярко выражено, и знание одного пола может дать мало ключей к разгадке внешнего вида другого пола. У некоторых, таких как насекомые с искривленными крыльями (Strepsiptera), самка представляет собой простой неактивный мешок с яйцами, а крылатый самец — одно из самых активных известных насекомых. Способы размножения весьма разнообразны, а репродуктивная способность в целом высока. Некоторые насекомые, такие как подёнки, питаются только в неполовозрелой или личиночной стадии и обходятся без еды в течение чрезвычайно короткой взрослой жизни. Среди общественных насекомых королевы термитов могут жить до 50 лет, тогда как некоторые взрослые подёнки живут менее двух часов.

Некоторые насекомые сообщают о своем присутствии представителям другого пола мигающими огнями, а многие подражают другим насекомым по цвету и форме и, таким образом, избегают или сводят к минимуму нападение хищников, которые питаются днем ​​и визуально находят свою добычу, как это делают птицы, ящерицы и другие насекомые.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.
Подпишитесь сейчас

Поведение разнообразно, от почти инертных паразитических форм, личинки которых лежат в питательной крови своих хозяев и питаются путем всасывания, до стрекоз, преследующих жертву в воздухе, тигровых жуков, обгоняющих добычу на суше, и хищников в воде. жуки, которые переплывают добычу в воде.

В некоторых случаях взрослые насекомые тщательно готовят детенышей, в других случаях только мать защищает или кормит своих детенышей, а в третьих детеныши поддерживаются сложными обществами насекомых. Некоторые колонии общественных насекомых, таких как тропические термиты и муравьи, могут достигать миллионов жителей.

План урока | Изобрести насекомое

«Кузнечик» Райана Вуда

В нашем мире тысячи видов насекомых, и каждый из них приспособлен для выживания в своей среде обитания. В этом упражнении учащиеся узнают, что такое насекомое и каковы некоторые из его приспособлений. Затем они применят свои знания, «создав» насекомое, приспособленное для жизни в назначенной им среде.

Задачи

Учащиеся:

1. Узнают, что делает насекомое насекомым, определяя общие структуры и характеристики насекомых.
2. изучить примеры адаптации насекомых и сделать вывод, как они соответствуют среде обитания или образу жизни насекомого.
3. оценят разнообразие насекомых.

Материалы

• Листок «Изобрести насекомых» , по одному на учащегося
• Схема насекомых , по одной на учащегося
• Набор из карточек с изображением насекомых
• Членистоногие распечатки (дополнительно)
• Цветные карандаши/маркеры, глина для лепки, по одному набору на группу учащихся (по желанию)

Подготовительный лист для преподавателей

1. Распечатайте схему насекомых и листы «Изобрести насекомое», по одному на каждого учащегося.
2. Распечатайте и вырежьте карточки «Среда обитания насекомых», по одной карточке на группу.
3. (дополнительно) Печать изображений членистоногих или создание слайд-шоу.

Научные термины для студентов

• брюшко: последняя из трех основных частей тела насекомого.
• адаптация : любая структура или поведение организма, повышающие его шансы на выживание
• усики (мн. усики): тонкие щупальца на голове животного, такого как рак, изопод или насекомое. Антенны используются для восприятия окружающей среды.
• членистоногие: группа животных с экзоскелетом, сочлененными ногами и сегментированным телом, включая насекомых, пауков, клещей, скорпионов, многоножек, крабов и креветок.
• энтомолог: ученый, изучающий насекомых
• экзоскелет: твердое защитное покрытие, встречающееся у всех членистоногих, которое обеспечивает структуру, подобную скелету, но находится снаружи.
• среда обитания: место или тип места, где растение или животное естественным образом или обычно живет и растет
• голова: первая из трех основных частей тела насекомого
• насекомые : группа членистоногих, характеризующаяся наличием сегментированного тела, состоящего из трех частей, шести ног и двух усиков, включая жуков, муравьев и пчел.
• личинка (мн.: личинки) : червеобразная ранняя стадия жизненного цикла насекомого.
• метаморфоза: превращение насекомого (или другого животного) из одной формы в другую по мере его развития во взрослое состояние. Бабочки — хорошо известный пример.
• грудная клетка: середина насекомых три части тела. Ноги и крылья насекомого всегда прикреплены к груди.

Введение в деятельность

1. Что такое насекомое? Обсудите всем классом, что делает насекомое. Обязательно укажите, чем насекомое отличается от других членистоногих: у него три сегмента тела, два усика и шесть ног. Вы можете использовать членистоногие в формате PDF, чтобы показать различных членистоногих, включая насекомых, в качестве примеров, или вы можете предложить учащимся выяснить, является ли членистоногое насекомым или нет. Совет учителю: этот PDF-файл можно распечатать или показать всему классу в виде слайд-шоу.
    
2. Анатомия насекомых Раздайте каждому учащемуся по одной диаграмме насекомых. Пусть учащиеся поработают в группах и попытаются сначала заполнить листы, а затем обсудите в классе, что из себя представляет каждая часть и что, по их мнению, она делает. Совет учителю: постарайтесь позволить учащимся поделиться определениями своими словами, прежде чем давать классу формальные определения.
    
3. Адаптация Введите основной вопрос: «Как может быть так много общего между живыми существами, но так много разных видов растений и животных?» Обсудите и дайте определение термину «адаптация». Используйте членистоногих в формате PDF в качестве примеров и попросите учащихся указать на приспособления, которые они видят на своем теле, или на поведение, которое, как они знают, есть у животных.

Процедура

1. Разделите класс на небольшие рабочие группы по четыре-шесть учеников в каждой и раздайте каждой группе Карту среды обитания насекомых и набор художественных принадлежностей. Каждому учащемуся понадобится рабочий лист «Изобрести насекомое». Совет учителю: приготовьте глину для лепки или другие материалы для творчества, чтобы сделать занятие более динамичным и трехмерным.
    
2. Представить правила деятельности:

• Выдуманные насекомые должны подходить для среды обитания, описанной в карточке среды обитания насекомых вашей группы, и должны питаться как минимум одним из перечисленных источников пищи.
• Придуманные насекомые должны быть основаны на реальности (насекомые не могут создавать реактивные ранцы для полета) и иметь те же части тела, что и настоящие насекомые.
• Развлекайся и твори!
• Не забудьте дать насекомому имя.

Подведение итогов

1. Пусть каждая группа представит свое насекомое классу и скажет, какая среда обитания им была предоставлена. Попросите учащихся рассказать хотя бы об одной адаптации, которую они дали своему насекомому, и почему.
    
2. Всем классом обсудите, чем похожи и чем отличаются насекомые каждой группы. Были ли у каких-то двух похожие приспособления? Имели ли какие-либо два одинаковые места обитания, но разные приспособления?
    
3. Подумайте и попытайтесь ответить на главный вопрос: «Как может быть так много общего между живыми существами, но так много разных видов растений и животных?»

Расширения и варианты

Дополнительные адаптации
Чтобы усложнить задание, назначьте дополнительную требуемую адаптацию. Например:

• Похоже на животное, но не насекомое (мимикрия)
• Активен только ночью (ночной образ жизни)
• Сливается с окружающей средой (камуфляж)
• Должен быть в состоянии есть определенные вещи (дробилка ротового аппарата для семян)
• Должен быть в состоянии избегать определенных характеристик хищника (сильные задние ноги для прыжков)
• Должен быть в состоянии двигаться или оставаться на месте (блохи перемещаются от хозяина к хозяину)

Исследовательский проект
После того, как учащиеся изобрели своих насекомых, попросите их исследовать настоящих насекомых, которые живут в назначенной им среде обитания с назначенным им источником пищи. Рекомендуемые книги и веб-сайты см. в разделе Ресурсы. Предоставьте учащимся чистый лист «Изобретите насекомое», на котором они могут рисовать и писать о насекомом, которое они изучают.

Задача «Спроектировать среду обитания»
Предложите учащимся спроектировать среду обитания для других и посмотреть, смогут ли они построить насекомое, адаптированное к этой среде.

Выходи на улицу!
Теперь, когда учащиеся имеют представление о среде обитания и приспособлениях насекомых, выведите их на улицу и посмотрите, каких насекомых учащиеся могут обнаружить на школьном дворе или в окрестностях. Используйте прозрачные пластиковые контейнеры, чтобы ловить и наблюдать за насекомыми с помощью увеличительного стекла. Затем отпустите их там, где они были найдены.

Информация для преподавателей

Членистоногие:

Ученые классифицируют животных в зависимости от эволюции их тел. Животные со схожими характеристиками объединяются в группы. Насекомые принадлежат к очень большой группе животных, называемых членистоногими . Пауки, крабы, многоножки, клещи, скорпионы, креветки, также относятся к отряду членистоногих. Характерной чертой членистоногого является экзоскелет , или внешний, сочлененный скелет, обеспечивающий структуру и защиту более мягких внутренностей животного. Пластины экзоскелета могут перекрываться, но иметь гибкие соединения между ними, что позволяет различным частям тела двигаться независимо от остальных, как у животных с внутренним скелетом.

Отличительные признаки насекомых:

Три сегмента тела Все насекомые имеют сегментированное тело. Тело насекомых разделено на три сегмента – голову, грудь и брюшко. У некоторых насекомых трудно точно сказать, где заканчивается один сегмент и начинается другой. Но есть надежный способ определить, какая часть какая. Во-первых, ищите глаза и усики; они всегда расположены на голове. Затем найдите ноги; они всегда связаны с грудной клеткой. На теле остается только брюшко, расположенное на противоположном от головы конце!

Шесть ног Все взрослые насекомые имеют шесть ног. Насекомые, которые претерпевают полную метаморфозу (то есть превращаются из яйца в личинку, затем в куколку и во взрослую особь), полностью лишены ног на первых этапах своей жизни. Глядя на ноги насекомого, обычно можно определить, в какой среде оно живет. Например, многие насекомые, живущие в воде, такие как водные лодочники, имеют уплощенные веслообразные ноги, помогающие им передвигаться по воде. У других насекомых могут быть ноги, подходящие для бега, лазания или прыжков на большие расстояния.

Антенны Взрослые насекомые также снабжены парой чувствительных усиков на голове. Эти органы чувств используются, чтобы чувствовать, обонять, а иногда и слышать. Антенны бывают самых разных форм и размеров, в зависимости от того, как они используются. Ученые используют антенны, чтобы помочь идентифицировать различные типы насекомых, потому что они очень специфичны для отдельных видов насекомых.

Крылья Все отряды насекомых, кроме самых «примитивных», обладают крыльями. Даже у муравьев и термитов репродуктивные члены колонии обладают крыльями. Как правило, насекомые имеют два набора крыльев, которые движутся вместе в унисон. У жуков передняя пара крыльев видоизменена, образуя защитный кожух для задних крыльев, называемый надкрыльями. Настоящие мухи, по-видимому, имеют только два крыла. Это связано с тем, что задние крылья были преобразованы в жужжальца, которые напоминают небольшие выпуклые структуры, которые действуют как противовес передним крыльям, помогая стабилизировать полет насекомого.

Экология насекомых

Насекомые в изобилии встречаются повсюду на нашей планете, за исключением океанов и полярных регионов. Помимо этих мест, куда бы ни смотрели энтомологи, они обнаруживали большое разнообразие видов насекомых, каждый из которых подходит для среды, в которой они живут. Это включает в себя экстремальные условия, такие как горные вершины, пустыни и замерзшая пресная вода.

Насекомые не только заполнили практически каждую среду обитания на Земле, но и в каждой из них они исполнили почти все экологические роли, от падальщиков до основных потребителей, от хищников до паразитов и так далее. Насекомые не только хорошо приспособлены к окружающей среде, в которой они живут, но и к своей роли в этой среде, которая во многом определяется тем, что они едят. Растения, грибки, другие насекомые, разлагающиеся вещества, кровь и фекалии использовались насекомыми в качестве источников пищи. Чтобы есть, а иногда и ловить пищу, насекомые развили специальные части тела, характерные для каждого из них.

То, как у нас получилось так много разных видов насекомых, выполняющих так много ролей, — вопрос времени и эволюции. Насколько мы можем судить, насекомые существуют уже 325 миллионов лет, в течение которых у них было много возможностей эволюционировать и диверсифицироваться. [Гримальди, Д., и Энгель, М., 2005.]

Адаптация у насекомых

Адаптация — это процесс, посредством которого группа организмов становится лучше приспособленной к окружающей среде в течение многих поколений. Эта фундаментальная концепция эволюции определяет не только то, где живет организм, но и то, как он живет. Путем проб и ошибок (ошибка в данном случае означает смерть без успешного размножения) в сочетании со случайными генетическими вариациями популяции организмов и их потомков постепенно лучше адаптируются к окружающим их условиям.

Животные могут приспосабливаться к окружающей среде, меняя свое поведение (например, шмель летит дальше на юг, чтобы найти растения в цвету во время нетипично холодной весны). Они также адаптируются к изменениям в строении тела. Каждый аспект тела насекомого можно объяснить как адаптацию к какому-либо фактору окружающей среды. См. стр. 4 для некоторых примеров адаптации насекомых.

Калифорнийские стандарты естественнонаучного содержания

Третий класс: Науки о жизни

3.b) Учащиеся знают примеры разнообразных форм жизни в различных средах, таких как океаны, пустыни, тундра, леса, луга и водно-болотные угодья.

3.d) Учащиеся знают, что при изменении окружающей среды некоторые растения и животные выживают и размножаются; другие умирают или переезжают в новые места.

Четвертый класс: Науки о жизни

2.) Все организмы нуждаются в энергии и материи, чтобы жить и расти. В качестве основы для понимания этой концепции:

• a. Учащиеся знают, что растения являются основным источником вещества и энергии, поступающих в большинство пищевых цепочек.
• б. Учащиеся знают, что производители и потребители (травоядные, плотоядные, всеядные и редуценты) связаны пищевыми цепями и пищевыми сетями и могут конкурировать друг с другом за ресурсы в экосистеме.
• с. Учащиеся знают, что редуценты, в том числе многие грибы, насекомые и микроорганизмы, перерабатывают остатки мертвых растений и животных.

3.) Живые организмы зависят друг от друга и от окружающей среды для выживания. В качестве основы для понимания этой концепции:

• а. Студенты знают, что экосистемы могут быть охарактеризованы их живыми и неживыми компонентами.
• б. Учащиеся знают, что в любой конкретной среде некоторые виды растений и животных выживают хорошо, некоторые хуже, а некоторые вообще не могут выжить.
• с. Учащиеся знают, что многие растения зависят от животных в плане опыления и распространения семян, а животные зависят от растений в плане пищи и убежища.
• д. Студенты знают, что большинство микроорганизмов не вызывают болезней и что многие из них полезны.

Научные стандарты следующего поколения

Основные дисциплинарные идеи

• LS1.A: Структура и функции: Растения и животные имеют как внутренние, так и внешние структуры, которые выполняют различные функции в процессе роста, выживания, поведения и размножения.
• LS4.C: Адаптация: В любой конкретной среде некоторые виды организмов выживают хорошо, некоторые хуже, а некоторые вообще не могут выжить.
• LS4.D: Биоразнообразие и люди: В любой местности есть много разных живых существ, и они существуют в разных местах на суше и в воде.

Концепции пересечения

• Структура и функция: Форма и устойчивость конструкций природных и искусственных объектов связаны с их функцией(ями). (К-2)
• Причина и следствие: Причинно-следственные связи регулярно используются для объяснения изменений. (3 класс)

Соответствующие ожидаемые результаты

• К-2-ЭТС1-2 . Разработайте простой эскиз, рисунок или физическую модель, чтобы проиллюстрировать, как форма объекта помогает ему функционировать так, как это необходимо для решения данной проблемы.
• 3-LS4-3 . Сформулируйте аргумент с доказательствами того, что в определенной среде обитания некоторые организмы могут выжить хорошо, некоторые хуже, а некоторые вообще не могут выжить.
• 4-LS1-1 . Приведите аргумент, что растения и животные имеют внутренние и внешние структуры, которые обеспечивают выживание, рост, поведение и размножение.
• 3-5-ETS1-2 : Создание и сравнение нескольких возможных решений проблемы на основе того, насколько хорошо каждое из них соответствует критериям и ограничениям проблемы.

Ресурсы

• Боррор, Д.Дж. и Уайт, Р.Э. Полевой справочник насекомых: Америка к северу от Мексики . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Серия полевых справочников Петерсона, Houghton Mifflin, 1970.

.

• Дорис Э. Энтомология. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Thames and Hudson Inc., 1993.

.

• Гримальди, Д., и Энгель, М. (2005). Разнообразие и эволюция. В Эволюция насекомых (стр. 3). Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Издательство Кембриджского университета.
• МакГэвин, Г.К. Насекомые, пауки и другие наземные членистоногие. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Дорлинг Киндерсли, 2000.

.

• Пауэлл, Дж.А. и Хог, К.Л. Калифорнийские насекомые. Беркли и Лос-Анджелес, Калифорния: University of California Press, 1980.

.

• Пратт, Х., и Байби, Р. (2012). Измерение 3 ОСНОВНЫЕ ДИСЦИПЛИНАРНЫЕ ИДЕИ — НАУКИ О ЖИЗНИ. В руководстве для читателей NSTA по структуре научного образования K-12 (расширенное издание, стр. 161). Арлингтон, Вирджиния: NSTA Press.
• Пайл, Р.М. и Кест, К. Насекомые: Книжка-раскраска полевого справочника Петерсона. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Houghton Mifflin Co., 19 лет.93.
• Фото Райана Вуда, опубликовано в открытом доступе; исходно из https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Grasshopper_2.JPG

Сопутствующие материалы

image-standard

«Дождевые черви!» © 2009 Юн Хуан Юн

Усадьба макробеспозвоночных

Узнайте, какие макробеспозвоночные живут во дворе вашей школы!

стандарт изображения

© Брокен Инаглори

Адаптация к среде обитания

Как форма и цвет животного влияют на среду обитания, в которой оно живет?

video-youtube

Жуки на завтрак

Flipside Science исследует, почему употребление насекомых лучше для нашей планеты, чем другие источники белка, такие как говядина.

Подходит для: 2-6 классов

Стандарты для: 2-го, 3-го, 4-го, 5-го классов

Время подготовки: 20 минут

Время занятия: 120 минут

Предметы: науки о жизни

Если насекомые чувствуют боль, нужно ли их защищать в исследованиях?

Пчелы уже давно производят впечатление на ученого-бихевиориста Ларса Читтка. В его лаборатории в Лондонском университете королевы Марии опылители доказали, что способны считать, использовать простые инструменты и учиться у своих товарищей по гнезду. Что действительно удивило Читтку, так это нюансы поведения насекомых.

В 2008 году, например, в исследовании лаборатории Читтки изучалось, как шмели реагируют на смоделированное нападение фальшивого паука на цветок. Позже шмели осторожно приближались к подозрительным цветам и иногда быстро оставляли даже цветы без пауков, «как если бы они видели призраков», вспоминает Читтка. Напротив, пчелы, казалось, были более оптимистичны после того, как получили сахарное лакомство.

По мнению Читтки, эти наблюдения бросают вызов давнему представлению о том, что насекомые подобны роботам и управляются запрограммированными когнитивными программами. Скорее на поведение пчел, по-видимому, влиял субъективный опыт — восприятие приятного и неприятного. Читтка сказал, что он все больше подозревает, что «внутри их разума существует довольно богатый мир».

В начале своей карьеры Читтка никогда не протестовал, когда его коллеги вскрывали черепа пчел и вставляли электроды для изучения их нервной системы. Но теперь он задается вопросом, могут ли такие процедуры создать «потенциально очень неприятные ситуации» для насекомых. Как и большинство беспозвоночных — любое животное без внутреннего скелета — насекомые, как правило, не защищены законом при проведении исследований. Правила, призванные свести к минимуму страдания позвоночных, таких как грызуны, в значительной степени не применяются.

Некоторые страны уже улучшили условия жизни некоторых беспозвоночных, таких как осьминоги, кальмары, крабы и омары. Но существуют разногласия по поводу того, заслуживают ли защиты и другие виды беспозвоночных — калейдоскопически разнообразный набор животных. Некоторые ученые считают, что виды с относительно простым мозгом, такие как насекомые, или, возможно, даже те, у которых вообще нет центральной нервной системы, также заслуживают этического рассмотрения, хотя подробности обсуждаются.

Ни один из экспертов, беседовавших с Ундарком, не утверждал, что исследования этих видов беспозвоночных следует прекратить. Некоторые организмы, в том числе широко используемые виды плодовых мушек или червей-нематод, уже давно привели к прорывам в генетике, развитии клеток и других биологических процессах и сыграли важную роль примерно в пятой части Нобелевских премий по физиологии и медицине, основанных на исследования на животных. Многие ученые также переключают свои исследования с позвоночных на беспозвоночных, чтобы избежать этической бюрократии, связанной с регулированием благополучия животных.

Тем не менее недавние исследования побуждают некоторых ученых переосмыслить традиционную исследовательскую этику. Как сказал Адам Харт, энтомолог из Университета Глостершира: «Я думаю, что мы находимся в той точке, когда люди готовы принять идею о том, что, возможно, этика — это не только что-то для животных с позвоночником».

---

Обоснование правовой защиты животных в научных исследованиях обычно основывается на их предполагаемой способности чувствовать боль и страдать — одной из граней сознания или разума. Почти все животные способны физически обнаруживать травмы и проявлять рефлексы, чтобы избежать угрозы. Но это не обязательно означает, что они испытывают боль, которая является не просто сенсорным переживанием, а когнитивным, сознательным переживанием вреда и страдания.

Установить, что животное испытывает боль, сложно, но есть некоторые поведенческие подсказки, которые выходят за рамки простых рефлексов, включая механизмы выживания, такие как заживление ран и обучение на предыдущих травмах. «Это довольно сложно, — говорит специалист по поведению животных Дженнифер Мазер из Университета Летбриджа. «Но мы можем получить хорошее представление о том, есть ли у них что-то, что мы назвали бы болью, если бы она была в нас».

Ученые давно заметили, что позвоночные демонстрируют поведение, соответствующее сознательному переживанию боли, например, избегание мест, где им причинили вред, или отказ от социальной активности. Законодательство о защите позвоночных восходит как минимум к 1876 году, когда британский парламент принял Закон о жестоком обращении с животными. Сегодня во многих странах правила требуют научного обоснования использования позвоночных в исследованиях и ограничивают любые возможные страдания. Постоянные комитеты в университетах и ​​исследовательских институтах обычно осуществляют надзор, рассматривая исследовательские предложения и решая, оправдан ли конкретный подход.

Но исторически считалось, что беспозвоночные не способны к сознательным переживаниям, таким как боль. В результате нехватка правил означает, что для большинства видов беспозвоночных ничто не мешает ученым, скажем, использовать большое количество особей для определенного эксперимента, ампутировать конечности без использования анестезии, держать их в тесных контейнерах или препарировать их живыми. Беспозвоночные в основном оставлены «открытыми, чтобы делать с ними все, что вы хотите», — сказал Мазер.

Насекомых, используемых в научных экспериментах, часто держат в небольших контейнерах. Чтобы изучить влияние космического полета на сложные организмы, НАСА часто отправляет плодовых мушек на орбиту на срок до 30 дней в таких вентилируемых камерах.

Визуальный: НАСА / Доминик Харт

Тем не менее, некоторые ученые ставят под сомнение эту бинарную классификацию. Как утверждают два философа науки, Ирина Михалевич и Рассел Пауэлл, в комментарии 2020 года, объединение беспозвоночных в одну кучу отражает устаревшую интерпретацию эволюции как лестницы возрастающей сложности, где бесхребетные существа занимают более низкое положение. Эта идея морально несовместима с растущим числом исследований когнитивных способностей насекомых и некоторых других беспозвоночных. Наличие у животного позвоночника не должно быть критерием его нравственного статуса, говорил Михалевич: «Должно быть то, какие у него способности страдать, испытывать радости, удовольствия, боли».

Некоторые страны признали это для группы беспозвоночных, называемых головоногими, включая осьминогов, кальмаров, каракатиц и наутилусов. Головоногие, популярные в неврологии, известны своим интеллектом и большой сложной нервной системой. По словам Мазера, они также соответствуют поведенческим критериям, которые некоторые ученые используют для определения чувствительности, включая ощущение боли. Например, нейробиолог-эволюционист Робин Крук из Университета штата Сан-Франциско обнаружила, что осьминоги будут качать поврежденную руку, плавать к частям резервуара, облитым обезболивающими веществами, такими как лидокаин, и избегать мест, где они ранее испытали вред. В последние десятилетия Канада, Австралия, Европейский Союз и Новая Зеландия предоставили головоногим моллюскам такую ​​же защиту, как и позвоночным. (Головоногие не охраняются законодательством США, но многие комитеты по этике университетов, тем не менее, относятся к ним как к позвоночным.)

Крук сказал, что хотя ракообразные, в том числе крабы, омары и раки, как правило, имеют гораздо меньший мозг, чем головоногие, есть столь же убедительные доказательства того, что они также испытывают боль. Из-за этого несколько стран также включили определенных ракообразных в сферу регулирования. Совсем недавно это произошло в Соединенном Королевстве после того, как группа философов, которым поручили британские законодатели, пришла к выводу, что эти виды обладают разумом, и к такому признанию давно призывали некоторые группы защиты интересов. В частности, некоторые ракообразные могут подавлять боль в обмен на награду, что позволяет предположить, что их реакция на вредные предметы не является чисто рефлекторной: например, крабы-отшельники склонны отказываться от некачественной раковины при ударе электрическим током, но они выдержит удар за особенно привлекательную оболочку.

---

В обзоре A2021 учитывалась только одна страна — Норвегия — которая регулирует исследования насекомых, а именно медоносных пчел. Но Читтка и другие утверждают, что, подобно головоногим и ракообразным, насекомые также обладают разумом и должны быть защищены аналогичным образом. Например, в недавних экспериментах Читтки, которые еще предстоит рецензировать, он наблюдал, как шмели идут на такие же компромиссы, как крабы-отшельники, предпочитая сидеть на очень горячей поверхности, если она содержит особенно сладкую ложку сахарной воды.

Другие ученые до сих пор считают, что поведение многих насекомых больше соответствует рефлексам роботов. В 1960-х годах британские исследователи показали, что обезглавленные тараканы двигали ногами, чтобы избежать удара током. Точно так же саранча будет продолжать питаться, пока ее поедают хищники, в то время как тараканы пожирают собственные кишки. «Я думаю, это показывает, что насекомые не имеют такого же самоощущения, как минимум», — заметила Шелли Адамо, поведенческий физиолог из Университета Далхаузи. По ее словам, хотя автоканнибализм не является чем-то необычным в мире насекомых, это не обязательно означает, что насекомые не реагируют на болезненные раздражители. «Но голод может превзойти это», — продолжила она. «И у них нет познания, чтобы распознать, посмотреть и сказать: «О, черт возьми, это я . Они просто говорят: «белок, ешь». Кроме того, Адамо сомневается, что крошечный мозг насекомого — по размеру и сложности похожий на мозг ракообразных — может поддерживать нейронную инфраструктуру, необходимую для насыщенного субъективного опыта. Но, возможно, добавил Мэзер, размер не является хорошим показателем когнитивных способностей насекомых.

По словам биолога-эволюциониста Криса Фриланса из Мельбурнского университета, в нынешнем виде большинство ученых, вероятно, не видят необходимости в этических соображениях в отношении насекомых. Но он считает этической обязанностью применять предупредительный подход, то есть обращаться с ними так, как будто они действительно чувствуют боль, пока не будет доказано обратное. В конце концов, сказал он, «мы бы абсолютно приняли принцип предосторожности, если бы это было пушистое пушистое существо или что-то с перьями». В 2019 году, Freelance опубликовала этические рекомендации для других исследователей насекомых, в том числе приняла широко используемую структуру в исследованиях позвоночных, называемую рекомендациями 3R: используйте другие модели, такие как мертвые насекомые, везде, где это возможно (замена), используйте только строго необходимые числа (сокращение), и избегать или сводить к минимуму эксперименты, которые могут причинить боль (уточнение).

Моральные трудности, связанные со способностью насекомых испытывать боль, остро стоят в энтомологии, которая часто включает отлов, умерщвление и вскрытие особей.
Визуальное: фото персонала Джоэла Пейджа / Portland Portland Press Herald через Getty Images

Даже нейробиолог Мэтью Кобб из Манчестерского университета, который сказал, что сомневается в том, что насекомые обладают сознанием, в принципе пытается ограничить вред плодовых мушек, которых он изучает. В прошлом он позволял мухам, которые не были генетически изменены, летать в окно вместо того, чтобы убивать их. И когда ему действительно придется усыплять мух, вместо того, чтобы топить их в алкоголе — что, по его словам, «выглядит немного грустно», — он погружает их в холодную кому в холодильнике. Во всяком случае, добавил он, если позволить животным жить как можно более естественно, это поможет получить данные более высокого качества.

Такие моральные трудности остро стоят в энтомологии, которая часто включает в себя отлов, убийство и вскрытие диких насекомых для их правильной идентификации — часто в рамках исследований, которые информируют об усилиях по сохранению. Но некоторые энтомологи начали сомневаться в этом подходе, сказал Харт. Он сократил количество обучающих студентов в викторианскую эпоху — убивать большое количество насекомых и насаживать их на булавки, делая это только по запросу. В 2019 году Харт и его коллеги также призвали использовать структуру 3R в энтомологических исследованиях, наряду с использованием нелетальных и селективных ловушек, чтобы избежать поимки нецелевых видов. Руководящие принципы были частично мотивированы тем, что он считает растущим интересом общественности — по крайней мере, в Великобритании — к благополучию насекомых.

---

Но какая разница, как наука относится к насекомым, когда сельскохозяйственные инсектициды ежедневно убивают бесчисленное количество вредителей, а люди прихлопывают плодовых мух и тараканов на своих кухнях? Кобб утверждал, что да, исследования должны соответствовать более высоким этическим стандартам, потому что, по его мнению, общественность, которая финансирует большую часть исследований, особенно обеспокоена благополучием лабораторных животных. Еще одно отличие состоит в том, что ученые-исследователи намеренно экспериментируют на отдельных животных, а не опрыскивают поля без разбора. Крук добавил, что, в отличие от сельского хозяйства, ученые одновременно взаимодействуют только с несколькими животными, поэтому могут позволить себе обращаться с ними максимально гуманно.

Таким образом, возникает вопрос, как должны выглядеть эти этические стандарты. Некоторые ученые, в том числе Читтка, утверждают, что насекомые должны получить какую-то форму нормативной защиты — хотя, как добавил Мазер, не обязательно такую ​​же защиту, как у позвоночных; По ее словам, каждый вид уникален и заслуживает защиты, которая подходит ему лучше всего.

Решение Европейского Союза от 2011 года о расширении защиты позвоночных на головоногих показало проблемы с универсальным подходом, поскольку законы поощряли использование анестезирующих веществ как для иммобилизации субъектов, так и для сдерживания их боли, даже несмотря на отсутствие известных анестетиков. для животных того времени. И хотя ученые могут определить, когда лабораторные крысы испытывают боль, пока не ясно, как сделать то же самое с насекомыми (если они действительно чувствуют боль), не говоря уже о том, как уменьшить страдания. соблюдать эти правила».

«Я думаю, что мы находимся в той точке, когда люди готовы принять идею о том, что, возможно, этика — это не только что-то для животных с позвоночником», — сказал Адам Харт.

С точки зрения Крука, правила должны быть настолько осторожными и специфичными для когнитивных способностей каждого вида, насколько это возможно. Могут существовать подходящие способы защиты беспозвоночных с еще более простой нервной системой, таких как морские слизни или черви. «Я думаю, было бы хорошо перейти к немного более широкому подходу к рассмотрению благополучия и этики животных, — сказала она, — который, возможно, принимает во внимание, что животные — это не все или ничего, и, вероятно, есть оттенки опыта».

Но она признала, что усиление регулирования может быть затруднено, в частности, в США, где даже некоторые позвоночные, такие как лабораторные крысы, освобождены от регулирования. Эта идея также не популярна среди ученых, которые недавно переключились на использование моделей беспозвоночных, чтобы избежать того, что Freelance описывает как «подавляющую» бюрократию в науке о позвоночных. Увеличение нормативной нагрузки на исследователей только задушит научные инновации в глазах Кирка Лича, исполнительного директора Европейской ассоциации исследований животных, которая выступает за исследования на животных. По его мнению, моральное обоснование использования животных в науке, особенно позвоночных, которых он считает более полезными объектами исследований, должно быть приоритетным.

Действительно, предупредительное регулирование может дорого обойтись, если оно в конечном итоге приведет к ограничению работы, связанной с благополучием человека, например, борьбы с болезнетворными вредителями, добавил Адамо, чьи исследования включают поиск эффективных способов уничтожения клещей. Что касается вредителей, она сказала: «Мы хотим быть осторожными, чтобы не ставить барьеры на пути регулирования популяций насекомых, потому что, если мы этого не сделаем, люди, которые, как мы знаем, страдают, будут ужасно страдать».

Возможно, предположил Фриланс, научные журналы могли бы проложить новый путь вперед. Большинство журналов уже требуют от своих авторов соблюдения законов и этических требований в своих странах, но некоторые пошли еще дальше. Журнал Animal Behavior, один из лидеров в своей области, создал свои собственные этические принципы — даже для некоторых беспозвоночных — независимо от того, защищены ли объекты исследования законом. Если больше журналов примет такие стандарты, это может побудить больше ученых адаптироваться, сказал Фриланс по электронной почте, «поскольку их возможности публикации будут очень ограничены, если они решат вообще не следовать этическим стандартам, когда дело доходит до изучения насекомых».

По сравнению с законодателями редакторы журналов также будут более гибкими в установлении этических стандартов, гарантируя, что они осуществимы для ученых и смогут адаптироваться к новому пониманию сознания беспозвоночных. Аарон Эллисон, исполнительный редактор журнала Methods in Ecology and Evolution, опубликовавшего статью Харта, согласен с тем, что журналы могут играть роль в повышении этических стандартов.