Курс общей энтомологии - Захваткин Ю. А.
ISBN 5-10-003598-6
Скачать (прямая ссылка):
Прежде всего насекомые — весьма мелкие существа, и поэтому поверхность их тела по отношению к его объему и массе существенно велика: ведь возрастание массы происходит в показательной функции третьей степени (в кубе), а поверхности — во второй (в квадрате). Например, куб с ребром 1 см имеет объем 1 см3 и площадь поверхности 6 см2, с ребром 2 см — объем 8 см3 и поверхность 24 см2, с ребром Зсм — объем 27 см3 и поверхность 54 см2. В первом случае отношение поверхности к объему равно б, во втором — 3, в третьем — 2: сокращение размеров ведет к увеличению площади и контактной поверхности с внешним миром. При этом резко возрастает значение внешних факторов, например температуры и влажности. Насекомые быстрее нагреваются на солнце, но быстрее остывают в тени; без специальных приспособлений покровов тела они высохли бы в считанные минуты.
Имея относительно большую поверхность, насекомые при малой массе их тел испытывают большое влияние трения и вязкости воздуха и не разбиваются, упав с высоты. Может сложиться впечатление, что они обладают относительно большей силой, но сила их мышц точно такая же, как и у более крупных животных, — 8—10 кг/см2 поперечного сечения мышцы. Уменьшенные до размеров муравья, мы сами обрели бы способность перетаскивать предметы, во много раз большие собственной массы: ведь сечение и сила мышц меняются во второй, а не в третьей степени показательной функции. Именно поэтому жук-навозник способен поднимать груз, в 90 раз превышающий его собственную массу.
С малыми размерами связываются способность к использованию мелких укрытий и крошечных частичек пищи, а также исключительная интенсивность обмена веществ, энергия размножения, скорость развития и многое другое. В частности, мелкие организмы обнаруживают явные преимущества внешнего скелета, но и связанные с ним ограничения. Известно, что конструкция трубы (внешний скелет) прочнее и жестче в сравнении с изготовленным из этого же материала стержнем (скелет внутренний). Однако наземное насекомое размером с человека вряд ли было бы столь же активным и сплющилось под собственной тяжестью при линьке, сбросив жесткий панцирь. Длина самого крупного насекомого не превышает 30 см (тропический па
212
лочник), самых мелких (наездники-яйцееды и орехотворки) составляет 0,3 мм, преобладают же 5—7-миллиметровые. Масса самого тяжелого насекомого 40 г.
Между тем клетки тканей и органов насекомых не мельче, чем у других животных, но число их уменьшено. У особенно мелких насекомых число клеток постоянно, и каждая из них специализирована. Это состояние именуется эвтелией и имеет особые следствия. Малое число нервных клеток, казалось бы, ограничивает способности насекомых и препятствует развитию сложных форм поведения; между тем некоторые из них вряд ли уступают в этом отношении земноводным и рептилиям. Если же оценивать относительные способности отдельных нейронов, в особенности тех, которые участвуют в восприятии внешних стимулов, то с насекомыми вряд ли смогут сравниться даже млекопитающие.
Таким образом, среда существования насекомых своеобразна, и многие ее элементы для этих, малых по размеру существ представляются более важными и значительными. Они в гораздо большей мере зависят от окружающего их мира, нежели более крупные млекопитающие животные.-
Несмотря на очевидное многообразие экологических факторов, особенно явное для насекомых, в их общем воздействии на живые организмы обнаруживаются общие принципы.
Сформулированный в 1840 г. Ю. Либихом закон минимума гласит, что величина и устойчивость урожая ограничиваются элементом, концентрация которого минимальна. Применительно к насекомым сущность этого закона можно выразить следующим образом. Даже при избытке всех прочих элементов среды недостаток лишь одного из них ограничивает существование и активность организмов.
Впоследствии этот принцип получил выражение закона лимитирующих факторов, так как не только недостаток, но и избыток одного из элементов среды (например, повышенная соленость или температура) препятствует нормальной жизнедеятельности организмов. В соответствии с законом толерантности В. Шелфорда каждый вид имеет определенные пределы выносливости (толерантности) и достигает благополучия лишь при оптимальном значении и сочетании факторов. Изменение воздействия .факторов как в ту, так и в другую сторону равно неблагоприятно для организмов, однако разные виды обладают различными пределами толерантности.
В связи с этим виды характеризуются разной экологической валентностью, то есть способностью заселять среды с большей или меньшей изменчивостью экологических факторов. Эвритопные (греч. эври — широкий, топос — место) виды противопоставляют сте-HOTOпным (греч. стенос — узкий).
К наиболее очевидным следствиям экологических факторов относят изменения сроков жизни и плодовитости организмов, их географического распространения, а также появление адаптивных модификаций и отбор наследственных изменений. Однако биологическим
213
системам свойственна относительная устойчивость (гомеостаз) в постоянно меняющейся среде.
