Жуки (Coleoptera) и колеоптерологи - пожалуй, лучший русскоязычный сайт о жесткокрылых.

Ученые нашли миллионы лишних видов насекомых


Ученые предложили новый способ оценки численности живущих на Земле видов членистоногих, который основан на анализе статей с описанием различных особенностей этих живых существ. В результате исследователи получили цифры в десятки раз меньше предыдущих оценок. Статья с описанием метода появилась в журнале The American Naturalist.

Членистоногие - один из самых богатых видами типов высокоорганизованных организмов. При этом большая часть видов членистоногих относится к насекомым. Среди насекомых огромный процент составляют жуки. По этой причине большинство методов оценки численности членистоногих основано именно на количестве видов жуков. Один из самых популярных методов был придуман около 30 лет назад энтомологом Терри Эрвином (Terry Erwin).

В дополнение к приведенным выше соображениям ученый принимал во внимание тезис о том, что большинство видов жуков питаются листьями деревьев, причем обычно каждый вид жуков специализируется на одном-двух видах деревьев. Эрвин оценил число видов деревьев в тропиках, долю жуков от общего числа насекомых и процент жуков, питающихся листьями. В итоге исследователь пришел к выводу, что в тропических широтах, которые "дают" большую часть всех видов обитающих на планете живых существ, обитает около 30 миллионов видов жуков. Позже Эрвин увеличил эту цифру до 100 миллионов.

Авторы новой работы использовали похожий принцип подсчета, однако в качестве исходных данных они брали результаты множества работ, в том числе масштабных детализированных исследований насекомых, которые проводятся в Новой Гвинее с 1994 года. Ученые разработали компьютерную модель, которая оценивала численность видов жуков, используя те или иные значения исходных данных, почерпнутые из статей. В общей сложности исследователи прогнали свою модель полмиллиона раз и заключили, что в тропиках обитает около 3,7 миллиона видов членистоногих.

С новыми результатами согласны не все коллеги авторов. Некоторые ученые полагают, что любые оценки подобного рода являются приблизительными, так как специалисты работают только с теми видами, которые они смогли обнаружить. При этом не исключено, что большое число живых существ занимают труднодоступные для исследования экологические ниши и поэтому не попадают в поле зрения энтомологов.

Читал, что продолжительность жизни имаго у жуков 1-3 месяца.

Для тех, кто подзабыл школьный курс зоологии, напомним принципиальную разницу между жаберным и легочным дыханием, с одной стороны, и трахейным дыханием насекомых — с другой. При жаберном и легочном дыхании атмосферный кислород доставляется к клеткам тела омывающей их кровью (или ее функциональными аналогами). А вот «кровь» насекомых — гемолимфа — лишена дыхательных пигментов (вроде нашего ярко-красного гемоглобина или синего гемоцианина моллюсков) и не участвует в переносе кислорода. Поэтому их дыхание осуществляется при помощи трахей — ветвящихся трубочек, непосредственно соединяющих клетки внутренних органов с воздушной средой. Воздух внутри трахейной трубки неподвижен — принудительной вентиляции, как в различных типах легочных мешков, там нет, и приток кислорода внутрь тела, так же как и отток углекислого газа, происходит за счет диффузии при разнице парциальных давлений этих газов на внутреннем и внешнем концах трубки. Газ всегда устремляется из области высокого собственного давления в область низкого, именно благодаря этому механизму кислород поступает внутрь трахейной трубки, а углекислый газ выходит из нее. Такой механизм подачи кислорода жестко ограничивает длину трахейной трубки, максимальная протяженность которой (l) достаточно просто вычисляема «из физики». Поэтому максимальный размер тела самого насекомого не может превышать (в сечении) величины 2l, то есть при нынешнем уровне содержания кислорода в атмосфере — размеров куриного яйца: таковы самые крупные тропические жуки-голиафы. Так что явление «карбонового гигантизма» насекомых и трахейнодышащих многоножек заставляет предположить, что в те времена доля кислорода в земной атмосфере (и уровень его давления) была выше, чем ныне.

http://www3.vokrugsveta.ru/vs/article/7022/

Кроме того, очень крупные членистоногие будут сталкиваться с проблемой толщины экзоскелета, к которому прикрепляются пучки мышц и который, собственно, держит всё тело. Чем больше членистоногое - тем толще и прочнее экзоскелет, т.к. необходима более надёжная опора. Бесконечно увеличивать размер тела и одновременно наращивать толщину экзоскелета невозможно - неизбежно возникнут трудности при линьке как со сбрасыванием старого покрова, так и с незатвердевшим новым: только что полинявшее гигантское насекомое на суше рискует просто раздавить себя собственным весом, это не говоря уже об уязвимости для хищников и т.д. (чем больше членистоногое - тем дольше период затвердевания покровов после линьки).

Crazy Zoologist :

Так и не понял чем ограничена длина трахейной трубки.

Законами физики Кислород из области высокого собственного давления (внешняя среда) поступает в область низкого (трахея насекомого). Углекислый газ из области высокого собственного давления (трахея насекомого) поступает в область низкого (внешняя среда). Чем крупнее насекомое, тем длиннее трахеи и дольше путь кислорода к тканям, а углекислого газа - обратно. В очень длинной трубке это будет происходить очень медленно, и интенсивность газообмена будет хуже, а для более успешного газообмена нужно будет увеличение давления газа.
Также насчёт активных дыхательных движений - они есть, по крайней мере, у некоторых насекомых, например, у пчёл:

Смена воздуха в крупных трахеях и воздушных мешках у пчелы происходит активно путем дыхательного движения брюшка. Выдыхание воздуха достигается сокращением брюшка, а вдыхание — его увеличением. Увеличение и сокращение объема брюшка у пчелы обусловлены его членистостью. При сокращении брюшка тергиты и стерниты заходят один задругой, наподобие частей подзорной трубки; когда членики брюшка выдвигаются, происходит увеличение объема брюшка, при обратном движении — уменьшение его. Отсюда и произошло название «телескопическое» движение брюшка при дыхании.

При увеличении объема брюшка (вдыхании) воздух входит в воздушную камеру стигмы. Здесь он фильтруется, освобождается от пыли. Из камеры воздух поступает через трахеи в воздушные мешки. Но проникнуть дальше в более тонкие трахеи и особенно в трахеоли воздух не может. Для этого потребовалось бы большое давление, например для трахеоли диаметром в 1 микрон около 10 атмосфер. Движение воздуха по тонким трахеям и в трахеолях происходит в силу диффузии газов.

http://www.meedov.ru/beetexture/16.shtml
(там много всяких тонкостей, если нужно будет, могу скинуть ещё дополнительно много инфы по анатомии медоносной пчелы)

Ещё, диффузия усиливается с увеличением температуры, поэтому самые крупные насекомые водятся в тропическом климате - легче протекает диффузия газов и дышать им тоже легче.

Crazy Zoologist :

А как дышт членистоногие у которых есть жабры? Как они устроены?

Жабрами естественно. А настоящие жабры у всех жабродышащих животных устроены примерно одинаково: пластинки с тонкими наружными стенками, в которых заходят приносящие сосуды, разветвляющиеся на многочисленные капилляры, которые в свою очередь объединяются в выносящие сосуды. Кровь поступает в жабры по приносящим сосудам, в капиллярах обогащается кислородом и отдаёт углекислый газ и уходит по выносящим сосудам. Кровь или гемолимфа у жабродышащих содержит дыхательные пигменты (гемоглобин, гемоцианин) - либо растворённые (у моллюсков, ракообразных и кольчатых червей), либо в составе форменных элементов (у позвоночных). (Хотя, к слову сказать, гемоцианин обнаружен у дышащих с помощью трахей онихофор, многоножек и у некоторых насекомых - веснянок, у использующих трахеи и лёгочные мешки паукообразных. По дыханию пауков см. http://one-keeper.livejournal.com/)
По принципу жабр работают сильно васкуляризированные ворсинки в глотке мягкотелых черепах, но настоящих жабр у черепах, естественно, нет.
У личинок равнокрылых стрекоз есть трахейные жабры - пластинки, пронизанные трахеями, но кровеносных сосудов в них нет: кислород проникает через покровы жабр в гемолимфу, а оттуда выделяется в трахеи, по которым разносится по организму. Причём даже у тех личинок, у которых есть трахейные жабры, большая часть кислорода поступает в организм через богатые трахеями стенки задней кишки.
Как физическая жабра может функционировать пузырёк воздуха, набранный под надкрылья жука плавунца.

Так что совокупность особенностей дыхательной системы и покровов членистоногих не позволяет им стать гигантами в настоящее время.
А тема вроде только о жуках...

Crazy Zoologist :

И получается, что жабры рыбы и рака и улитки устроены одинакого?

Ну, не совсем одинаково, конечно. Просто общий план строения сходный.

Crazy Zoologist :

А как ныряет жук-плавунец?

А в чём вопрос-то?

Дышит он атмосферным воздухом, который набирает между надкрыльями и брюшком.
Кроме того, плавунцы могут использовать растворённый в воде кислород, выставляя в воде набранный пузырёк воздуха из-под надкрыльев. Пузырёк функционирует по принципу физической жабы: углекислого газа в пузырьке больше, чем в воде, и он уходит через стенку пузырька в воду, а кислорода наоборот, меньше в пузырьке и он переходит из воды в пузырёк. Этот механизм позволяет жукам подолгу оставаться под водой и зимовать в водоёмах, где поверхность замерзает, и за воздухом подняться невозможно.

В одной из серий "Микромира" Дэвид Аттенборо взял в руки какого-то крупного и говорил о нём о крупнейшем в мире насекомом. Название вида так и не назвал. Я понял только то, что он обитает в Амазонии. Кто это может быть? И разве не жук-голиаф самый крупный из жуков?

Он что, дейсвтительно самый крупный жук? Сказали, что личинок никто не видел но они должно быть в два раза крупнее самого жука.

Тогда я не понял, кто самый крупный среди наземных членистоногих? А как же птицеед-голиаф?

Тот жук что был в руке у Эттенборо явно не 20 см, но большущий, хотя явно меньше императорского скорпиона.

Оффтоп: вот удивительно, эти и многие другие жуки (мой любимый - олень) весьма интересные и красивые, но и отвращение помимо этого вызывают. А вот пауки и скорпионы нет. Скорпионов спокойно могу сажать на себя, а жука - даже не знаю... Таракана точно не возьму, любого.

Самое тяжелое насекомое — жук Голиаф (семейство Scarabaeidae) из Экваториальной Африки. Самыми крупными являются виды Goliathus regius, G. meleagris, G. goliatus (G. giganteus) и G. druryi. Средняя длина самцов от кончиков небольших передних рогов до конца туловища составляет 11 см, вес 70—100 г.
Самое длинное насекомое в мире — палочник (Pharnacia kirbyi), — обитающий в дождевых лесах о. Калимантан (Борнео). Самый длинный экземпляр находится в Музее естественной истории в Лондоне. Длина его тела составляет 32,8 см, а общая длина вместе с ногами — 54,6 см. У найденных представителей этого вида часто отсутствовало несколько ног, которые из-за длины порой обламываются при линьке.
Самое легкое насекомое – полосатая вша (Enderleinelluszonatus) и паразитическое перепончатокрылое Caraphractus cinctus все каждого из них составляет по 0,005 миллиграмм.
Место самого маленького насекомого делят между собой перистокрылки и наездники.
Касательно Жука титана, то он самый длинный среди жуков, но не среди насекомых и уж тем более не самый крупный из членистоногих.