Показать все

Сочленение крыла с телом

Крепление крыльев к телу и их движение

Способность к полетам выработалась у насекомых на протяжении эволюции: как известно, наиболее примитивные отряды могут передвигаться лишь при помощи , так как не имеют . Перемещение по воздуху более выгодно в плане скорости, и на него, к тому же, тратится куда меньше энергии, чем на ходьбу.

Крыло насекомых можно сравнить с двуплечим рычагом. Короткое плечо представлено его внутренней частью (основанием), которая скрыта под мембраной, а длинное располагается снаружи: собственно, эту видимую часть и принято считать крылом. На внутренней поверхности экзоскелета, сразу под местом сочленения крыла с телом, находится плотный выступ, который называют плейральным столбиком; данная структура играет роль точки опоры при взмахе . (фото)

Когда насекомое собирается расправить , оно сокращает специальные мышцы (), прикрепленные к спинке. Спинка перемешается немного вниз, надавливая на внутреннюю часть крыловой пластинки. Она, в свою очередь, упирается в плейральный столбик. При этом основание крыла опускается, а его наружная часть одновременно идет вверх. Если же необходимо опустить крыло, спинка снова поднимается, и все приходит в исходное положение.

Взаимодействие крыльев в полете

Взаимодействие крыльев во время полета

Насекомые перемещаются либо с помощью четырех (жуки, бабочки), либо с помощью двух . Обычно пара крыловых пластинок, расположенная на одной стороне тела, при расправлении образует единую летную поверхность. Исключение составляют лишь некоторые представители класса. Например, среди стрекоз есть как равнокрылые, у которых движутся одинаково, так и разнокрылые - у них каждое крыло перемещается по-своему. (видео)

Типы полета

Разделение полета на разновидности может проводиться с разных точек зрения. Например, в зависимости от его цели специалисты выделяют два основных типа:

• тривиальный (обыденный) - полет с целью добычи питания, поиска партнера для и др.
• миграционный - полет, осуществляемый для поиска новых мест обитания.

Эта градация не относится к самым удачным, так как она не отражает особенностей работы крылового аппарата насекомого в том или ином случае. Так, и саранча, и бабочки могут мигрировать на большие расстояния, однако конкретные способы, которыми они это делают, отличаются, и это надо учитывать. По этой причине самой удобной представляется функциональная классификация полета на пассивные и активные способы.

Пассивный полет

- осуществляемый без активной работы мышц, под воздействием силы тяжести, воздушных потоков или накопленной в активном полете кинетической энергии (силы инерции).

Он бывает:

Активный полет

: он возможен благодаря активным движениям . Насекомое осуществляет крыловые удары, которые и обеспечивают его перемещение вперед и вверх. Активное перемещение разделяют на две основных разновидности:

• машущий полет - осуществляемый при помощи высокоамплитудных взмахов , во время него насекомое движется относительно земли.
• стоячий (трепещущий) полет - насекомое производит мелкие движения, при этом оно висит в воздухе, но не летит вперед.

Способность к машущему полету имеют все крылатые отряды, а стоячий могут продемонстрировать лишь мухи, бабочки и некоторые другие, довольно немногочисленные насекомые. При этом во время стояния на месте кончик крыла описывает фигуру восьмерки. Если же насекомое смещается вперед, эта фигура «растягивается», и крыло «рисует» синусоиду. (видео)

Скорость и дальность полета

Казалось бы, чем легче насекомое, тем быстрее оно должно летать, но в живой природе все нередко происходит наоборот. Чем меньше размеры у летуна, тем труднее ему противиться току воздуха, и тем больше усилий надо прикладывать для перемещения. Поэтому быстрее всего летают средние и крупные мухи, бабочки и стрекозы. Жуки им в этом уступают: с увеличением размера тела Жесткокрылые становятся более тяжелыми и неповоротливыми. Так, например, бабочка бражника в полном безветрии способна перемещаться на 15 м за одну секунду (54 км/ч) 1046 раз в секунду.

Внешние условия, такие, как ветер и дождь, очень сильно влияют на возможность полета. Обычно насекомые стараются не взлетать при неблагоприятных условиях среды. Однако у некоторых существуют весьма необычные взаимоотношения с природными явлениями. Например, при скорости ветра до 0,7 м/с синие мясные мухи летают очень активно - такая интенсивность течения воздушных потоков действует на них стимулирующее. Однако, как только показатель достигнет больших величин, полет у этих Двукрылых сразу же становится крайне непопулярным занятием.

Во время расселения или миграций насекомые порой могут совершать достаточно длительные перелеты, но на это способны не все. Например, большинство мух в спокойных условиях преодолевают несколько метров, а затем присаживаются отдохнуть. Если лишить их такой возможности, они пролетят чуть больше километра, а затем устанут и упадут. Другие же достаточно сильны для того, чтобы перелетать на куда большие расстояния. Например, стрекоз видели посреди Карибского моря более, чем за 500 км от ближайшего участка суши. Если учесть, что такое насекомое обладает достаточным запасом сил, чтобы вернуться назад, оно показывает фантастические результаты выносливости.

Существует несколько принципов классификации полета птиц. Остановимся на двух из них. Первый принцип - аэродинамический. Согласно ему выделяют два основных типа полета - парящий и машущий.

Парящий полет более простой. Это подъем вверх или сохранение набранной высоты на практически неподвижных крыльях. Раньше считали, что воздух внутри воздушных мешков птицы теплее наружного настолько, что он, подобно теплому газу в воздушном шаре, поднимает ее вверх. Однако расчеты показали, что таким образом масса может уменьшиться лишь на 1/12 г на каждый килограмм массы птицы. Это, конечно, совершенно недостаточно для подъема вверх. Н. Е. Жуковский первым показал, что источник энергии парящей птицы лежит вне ее - в энергии движущегося воздуха. Известно, что разные части суши нагреваются и остывают с разной быстротой. От нагретых поверхностей поднимаются мощные вертикальные потоки тепла – термики. Они особенно значительны на большой высоте под облаками. Там их скорость достигает 4-6 м/с. Если птица раскроет крылья и будет парашютировать вниз в совершенно неподвижном воздухе, то скорость снижения при этом у цапли составит 0,68 м/с, аиста - 0,74 м/с, ястреба - 0,75 м/с, альбатроса - 0,51 м/с. В то же время даже самый легкий восходящий поток движется вверх со скоростью 0,5-1 м/с. Если птица «падает» в таком потоке, то она почти или совсем не теряет высоту. Если же ток теплого воздуха сильнее, что бывает довольно часто, то птица будет непрерывно подниматься вверх. Этот тип парения называют статическим . Птицы часто поднимаются в терминах широкими кругами. В теплое время года воздушных «лифтов» в атмосфере бывает довольно много. Коршуны, канюки, чайки пользуются ими помногу часов подряд. Постоянные горячие восходящие ветры Иорданской долины определяют путь пролета белых аистов, которых из года в год встречают на этой «трассе». Птицы обычно опускаются от вершины одного термика к подножию другого, а затем поднимаются вместе с ним. Они умеют пользоваться также вертикальными токами воздуха, обтекающими грозовые тучи, дома, корабли. Подвесившись в таком потоке над мачтой корабля, чайки часами сопровождают его, не взмахивая крыльями, словно привязанные за ниточку. Человек, живя на земле, имеет лишь смутное представление о всевозможных воздушных течениях, которые для пернатых имеют такое же значение, как водные течения для рыб.

Второй тип парения - динамическое . Это передвижение над совершенно ровной местностью за счет энергии неоднородного пульсирующего потока воздуха. Различают три типа его : парение в горизонтальном ветре, дующем слоями, причем скорость ветра с высотой возрастает; парение в горизонтальном порывистом ветре; парение в ветре с вертикальными пульсациями.

В горизонтальном ветре постоянной скорости никакого парения быть не может. Если же скорость ветра возрастает с высотой, то парение возможно. Тогда восходящая часть траектории совершается против ветра, а нисходящая - по ветру. С земли такая траектория представляется рядом петель, расположенных одна над другой и смещенных по ветру. Чаще всего так перемещаются чайки над морем.

В горизонтальном ветре, дующем порывами , тоже возможно парение. Для этого птице надо все время лететь по ветру, пока скорость его убывает, и против ветра, когда она возрастает. Движения птиц при таком парении кругообразны; порывы ветра должны быть достаточно длительны, не менее 10 сек. каждый.

Третий тип динамического парения возможен при ветре, имеющем вертикальные пульсации, нечто подобное морским волнам, но значительно большей длины. Лучше всего их используют птицы с длинными узкими крыльями - альбатросы, буревестники. Когда альбатрос находится у поверхности воды, он помещается обычно между двумя волнами, где ветер слабее. Затем он поворачивается против ветра и поднимается на высоту 10-15 м, используя создаваемую им подъемную силу. Там поворачивается направо или налево и спускается с попутным или боковым ветром до самой воды, а затем снова повторяет тот же маневр. Период маневра довольно постоянен.

Машущий полет с использованием мускульной энергии птицы прежде всего направлен на создание силы тяги, а подъемная сила возникает благодаря поступательному движению. Различают два основных способа машущего полета - пропеллирующий и вибрационный и несколько дополнительных, менее распространенных. У птиц с пропеллирующим полетом крыло функционально неоднозначно по длине: первостепенные маховые создают тягу, а второстепенные служат несущей поверхностью. Птица машет крыльями с небольшой амплитудой, опускает крылья несколько медленнее, чем поднимает. Так летают средние и крупные птицы: чайки, вороны, дрозды, голуби и многие другие.

Вибрационный полет отличается более частыми взмахами крыла - до 30 и более в секунду, большой амплитудой взмаха и недоразвитием на крыле области второстепенных маховых. Вся работа приходится на долго кистевой части крыла и идет па преодоление силы тяжести. Так летают мелкие и очень мелкие птицы, например колибри. Ось тела всегда наклонена.

Волнообразный или пульсирующий полет характерен для многих воробьиных птиц - скворцов и других, а также для стрижей, дятлов . Пропеллирующий полет здесь сменяется небольшим периодом скольжения, во время которого птица теряет высоту. Иногда птица время от времени совсем складывает крылья, что хорошо можно наблюдать, например, у трясогузок.

Хлопающий полет применяют только куриные птицы, способные с места набирать большую скорость. Он характеризуется быстрыми шумными взмахами с большой амплитудой, Долго так лететь птица не может. Примеры - взлет рябчика, фазана .

Трепещущий полет птицы используют в тех случаях, когда надо остановиться в воздухе. Тело принимает почти вертикальное положение, хвост широко развернут, а крылья машут учащенно. Сила тяги совпадает с подъемной и равняется весу тела, в итоге птица «стоит» в воздухе. Из мелких птиц таким образом часто зависают синицы и пеночки при осматривании концевых веточек деревьев, трясогузки и мухоловки - при ловле насекомых в воздухе.

Стремление к полету свойственно живому. В воздухе - свобода, относительная безопасность. Насекомые, птицы - для них полет составляет весь смысл жизни. А что же другие животные? Оказывается, среди них настоящих летунов не так уж и много. Из рептилий можно вспомнить, пожалуй, лишь давным-дав- но вымерших птерозавров и птеродактилей, да и то, похоже, основным способом передвижения для них был не активный машущий полет, а планирующий. А среди млекопитающих же воздушную среду смогли освоить по- настоящему одни только летучие мыши.
Освоить-то они ее освоили, а вот каким образом это произошло, до сих пор остается загадкой. Нет, конечно, общая «механика» полета у них та же, что и у птиц, - последовательные взмахи-гребки крыльями. Ho как предки рукокрылых впервые взлетели?
Когда что-то непонятно, ученые ищут ка- кие-нибудь аналогии: похожие организмы, если за них «зацепиться», могут дать подсказку. Так как же обстоят дела с другими обитателями воздушной среды?
С первоптицами-археоптериксами как будто все ясно. Их предки были двуногими, со свободными передними конечностями. Чешуя у этих полурептилий-полуптиц была увеличенной и уплощенной, так что, оттолкнувшись от ветки дерева или подпрыгнув с кочки, животное могло, махая зачаточными крыльями, как бы зависать в воздухе или даже планировать. Дальше - больше, чешуи стали перьями, куцые зачатки крыльев - настоящими крыльями, а перепархивания - полетом.
А теперь посмотрим на летучих мышей. Что же в них загадочного? Первое - то, что задние ноги у них никак не приспособлены к прыжкам. На этих ногах можно висеть вниз головой, с их помощью можно бегать вверх- вниз по стволу или по стене. Ho подпрыгнуть, чтобы полететь?... Предположим, что у предков этих летающих зверьков все начиналось точь-в-точь, как у летяг или у шерстокрыла, - то есть они начинали с планирования..Действительно, мышка бежит по ветке, свисает вниз головой, расправляет боковую складку, отцепляется и... и вместо того, чтобы просто расставить ноги для планирования, начинает ими махать. Разве не правдоподобно?
Ho тут возникает другая загадка. У всех ныне живущих планирующих зверей пятерня на передних конечностях остается свободной от перепонки. И это понятно: ведь эти животные должны прежде всего бегать по деревьям в поисках добычи, планирование для них имеет второстепенное значение. А у летучих мышей крыловая перепонка охватывает не только бока тела с хвостом, но и почти все пальцы «рук», только первый палец сохраняет способность цепляться за ветки или за кору. Как быть с этим? Ведь, если следовать законам эволюции, у примитивных «летучек» уже должны были быть зачатки межпальцевой перепонки, прежде чем они могли начать использовать ее в качестве летательного инструмента. Можно ли где-нибудь отыскать подсказку к разгадке?

I - летучая мышь; 2 - летяга; 3 - Летучий дракон;
4 - веслоногая лягушка

В джунглях Юго-Восточной Азии живут два странных создания, способные к планированию с дерева на дерево, - ящерица и, вы не поверите, лягушка. У ящерицы, которую за ее выдающиеся способности прозвали «летучим драконом» (хотя длины-то в ней всего 40 сантиметров), на боках есть кожистая складка, которую эта рептилия расправляет с помощью ребер. Вот вам и некий аналог летяги. А «летающие» веслоногие лягушки планируют, расправляя перепонки на удлиненных пальцах. Первоначально эти перепонки, конечно, как и полагается лягушкам, были плавательными. А вот, поди ж ты, стали «летательными», стоило амфибиям из жижи мангровых болот перебраться на деревья. Вам это ничего не напоминает?
Вот так и родилась гипотеза, что предки летучих мышей были обитателями заболоченных мангровых зарослей. Они, конечно, вряд ли были полуводными - скорее, древесными, но в поисках пищи могли спускаться с деревьев к вязкой жиже, на поверхности которой ловили всяких мелких беспозвоночных, которых в теплой болотной воде всегда видимо-невидимо. И вот, чтобы не утонуть в болоте, когда нужно было добраться до соседней коряги или перебраться с одного дерева на другое, между пальцев появилась перепонка. А дальше - все по «лягушачьему сценарию». Ho лягушки так и не научились летать, а рукокрылые не ограничились только растопыриванием пальцев пошире, чтобы плавно спуститься с ветки на плавающую кочку. Они в какой-то момент стали часто-часто махать руками - и полетели...
Что, неправда? Может быть... А может, что-то все-таки в этом «эволюционном сценарии» есть всамделишного?

Стремление к полету свойственно живому. В воздухе — свобода, относительная безопасность. Насекомые, птицы — для них полет составляет весь смысл жизни. А что же другие животные? Оказывается, среди них настоящих летунов не так уж и много. Из рептилий можно вспомнить, пожалуй, лишь давным-давно вымерших птерозавров и птеродактилей, да и то, похоже, основным способом передвижения для них был не активный машущий полет, а планирующий. А среди млекопитающих же воздушную среду смогли освоить по-настоящему одни только летучие мыши.

Освоить-то они ее освоили, а вот каким образом это произошло, до сих пор остается загадкой. Нет, конечно, общая “механика” полета у них та же, что и у птиц, — последовательные взмахи-гребки крыльями. Но как предки рукокрылых впервые взлетели?

Когда что-то непонятно, ученые ищут какие-нибудь аналогии: похожие организмы, если за них “зацепиться”, могут дать подсказку. Так как же обстоят дела с другими обитателями воздушной среды?

С первоптицами-археоптериксами как будто все ясно. Их предки были двуногими, со свободными передними конечностями. Чешуя у этих полурептилий-полуптиц была увеличенной и уплощенной, так что, оттолкнувшись от ветки дерева или подпрыгнув с кочки, животное могло, махая зачаточными крыльями, как бы зависать в воздухе или даже планировать. Дальше — больше, чешуи стали перьями, куцые зачатки крыльев — настоящими крыльями, а перепархивания — полетом.

А теперь посмотрим на летучих мышей. Что же в них загадочного? Первое — то, что задние ноги у них никак не приспособлены к прыжкам. На этих ногах можно висеть вниз головой, с их помощью можно бегать вверх-вниз по стволу или по стене. Но подпрыгнуть, чтобы полететь?… Предположим, что у предков этих летающих зверьков все начиналось точь-в-точь, как у летяг или у шерстокрыла, — то есть они начинали с планирования. Действительно, мышка бежит по ветке, свисает вниз головой, расправляет боковую складку, отцепляется и… и вместо того, чтобы просто расставить ноги для планирования, начинает ими махать. Разве не правдоподобно?

Но тут возникает другая загадка. У всех ныне живущих планирующих зверей пятерня на передних конечностях остается свободной от перепонки. И это понятно: ведь эти животные должны прежде всего бегать по деревьям в поисках добычи, планирование для них имеет второстепенное значение. А у летучих мышей крыловая перепонка охватывает не только бока тела с хвостом, но и почти все пальцы “рук”, только первый палец сохраняет способность цепляться за ветки или за кору. Как быть с этим? Ведь, если следовать законам эволюции, у примитивных “летучек” уже должны были быть зачатки межпальцевой перепонки, прежде чем они могли начать использовать ее в качестве летательного инструмента. Можно ли где-нибудь отыскать подсказку к разгадке?

В джунглях Юго-Восточной Азии живут два странных создания, способные к планированию с дерева на дерево, — ящерица и, вы не поверите, лягушка. У ящерицы, которую за ее выдающиеся способности прозвали “летучим драконом” (хотя длины-то в ней всего 40 сантиметров), на боках есть кожистая складка, которую эта рептилия расправляет с помощью ребер. Вот вам и некий аналог летяги. А “летающие веслоногие лягушки планируют, расправляя перепонки на удлиненных пальцах. Первоначально эти перепонки, конечно, как и полагается лягушкам, были плавательными. А вот, поди ж ты, стали “летательными”, стоило амфибиям из жижи мангровых болот перебраться на деревья. Вам это ничего не напоминает?

Вот так и родилась гипотеза, что предки летучих мышей были обитателями заболоченных мангровых зарослей. Они, конечно, вряд ли были полуводными — скорее, древесными, но в поисках пищи могли спускаться с деревьев к вязкой жиже, на поверхности которой ловили всяких мелких беспозвоночных, которых в теплой болотной воде всегда видимо-невидимо. И вот, чтобы не утонуть в болоте, когда нужно было добраться до соседней коряги или перебраться с одного дерева на другое, между пальцев появилась перепонка. А дальше — все по лягушачьему “сценарию”. Но лягушки так и не научились летать, а рукокрылые не ограничились только растопыриванием пальцев пошире, чтобы плавно спуститься с ветки на плавающую кочку. Они в какой-то момент стали часто-часто махать руками – и полетели…

Что, неправда? Может быть… А может, что-то все-таки в этом “эволюционном сценарии” есть всамделишного?

Пустынная зебра или зебра Греви, это один видов млекопитающих относящийся к лошадиному семейству. Свое название зебра получила в честь Жюля Греви – французского президента именно ему был подарен первый экземпляр этого животного. Вес этого животного достигает 430 кг, а длина всего тела может быть порядка 3 метров. Пустынная зебра это не только одна из самых…

Самые примитивные сумчатые, по правде сказать, еще были без сумок. Только что родившиеся детеныши просто прикреплялись к молочным соскам, первые дни вися на них, подобно каким-то голым розовым червячкам, а сверху их прикрывал мех матери. Таковы сохранившиеся только на юге Америки небольшие, похожие на землероек или крыс опоссумы и ценолесты. Подросший молодняк (числом до двух…

Самые необычные из неполнозубых, пожалуй, броненосцы — звери, одетые в броню или, скорее, в частично подвижную кольчугу из костных пластин и полос. Размеры современных броненосцев невелики: длина тела не более метра, вес до 55 килограммов. Но ископаемые глиптодонты, вымершие несколько миллионов лет назад, были настоящими гигантами: в длину достигали 2,5 метра и весили несколько центнеров….

Почти на всем Африканском континенте вблизи водоемов живут бегемоты. Даже на безводных ныне просторах Сахары эти животные до недавнего времени были вполне обычны в оазисах, питаемых чистейшей (водой подземных источников. Они тоже парнокопытные, хотя их столбообразные ноги скорее напоминают слоновьи. Это и неудивительно: ведь вес большого бегемота достигает 4,5 тонн! Правда, в густых лесах Центральной…

Для ластоногих морская вода стала такой же родной стихией, как и земная твердь. И тем не менее эти животные не рискнули утратить связь с землей: все они, как мы помним, — полуводные. И только два отряда млекопитающих — китообразные и сирены — полностью перешли к водному образу жизни, претерпев при этом очень серьезные изменения в…

Но и глаза, смотрящие вбок, — вещь тоже очень полезная. Некоторым зверям такой способ “взирания” на окружающий мир настолько подходит, что они вовсе не стремятся сделать свое зрение бинокулярным. Напротив, за счет разных ухищрений им удается усовершенствовать свое боковое зрение так, что становится возможным видеть не только то, что делается сбоку, но хотя бы немножко…

На лесной поляне в годы “мышиной напасти” вся земля бывает изрыта полевочьими норами. Между ними по хорошо натоптанным тропинкам то и дело снуют обитатели колонии — серые полёвки. Но если повезет, то можно увидеть, как то из одной, то из другой норки на мгновение покажется небольшая притуплённая головка на длинной шее, большеглазая, сверху коричневая, а…

Этим благородным кличем русские князья предупреждали своих врагов, собираясь атаковать их в честном бою. Германские воины с этой же целью трубили в турий рог: любили они потешить себя поединком, показать удаль, утвердиться в звании сильнейшего, привезти даме сердца украшения со шлема поверженного противника. Точно так же ведут себя и бойцы звериного царства. Подоплека у них,…

Многие знают о своеобразных зверях, населяющих Австралийский континент. Это сумчатые, то есть такие млекопитающие, которые вынашивают своих детенышей в своеобразных набрюшных “сумках”. Но мало кто знает, что родственные им звери живут и в Южной Америке: это разные опоссумы — тоже сумчатые, хотя и не всегда. И только специалисты знают, что сумчатые — это особые представители…

У разных зверей бывают разные “трубки”. Например, среди тушканчиков есть трубкоухие: у них стенки ушной раковины у основания сращены так, что действительно образуют трубку. В Африке живет странный зверь, питающийся муравьями, которого за особое строение зубов прозвали трубкозубом. А в Южной Америке обитает еще один любитель муравьев, которого иначе как “трубкомордом” и не назовешь. И…

Пассивный полет

Типы полета

Разделение полета на разновидности может проводиться с разных точек зрения. Например, в зависимости от его цели специалисты выделяют два основных типа:

• тривиальный (обыденный) – полет с целью добычи питания, поиска партнера для размножения и др.
• миграционный – полет, осуществляемый для поиска новых мест обитания.

– осуществляемый без активной работы мышц, под воздействием силы тяжести, воздушных потоков или накопленной в активном полете кинетической энергии (силы инерции).

Он бывает:

• парашютирующий : насекомое активно взлетает вверх, набирая определенную высоту, а затем определенным образом расправляет крылья, создавая сопротивление воздуху, и медленно снижается, как на парашюте. При этом движению вниз оно препятствует не только при помощи расправленных крыльев, но и придавая определенное положение конечностям или хвостовым нитям. Такой полет характерен, например, для поденок и мошек, которые «практикуют» его в период роения.
• планирующий : насекомое разгоняется, а затем останавливает взмахи крыльев, расставляя их в стороны. Благодаря разгону движение еще какое-то время продолжается; оно направлено вперед, с постепенным снижением. Планирующий полет характерен для насекомых с крыльями большой площади, например, бабочек.
• парящий : он отличается от планирующего тем, что насекомое использует в ходе перемещения токи воздуха, таким образом, во время парения происходит движение вперед и вверх, а не вперед и вниз. Таким образом часто летают стрекозы.
• дрейфующий : этот полет, как и парящий, невозможен без сил внешней среды. Под действием ветра и вертикальных потоков воздуха мелкие насекомые (мошки, тля) могут преодолевать значительные расстояния, до десятков тысяч километров. Это способствует их расселению, но иногда может быть для них и губительным: они не способны сопротивляться сильному ветру и погибают, если ток воздуха принесет их в воду или по пути они будут уничтожены хищниками. Дрейфующий полет – единственная возможность путешествия по воздуху для бескрылых насекомых, а также личинок.

: он возможен благодаря активным движениям крыльев. Насекомое осуществляет крыловые удары, которые и обеспечивают его перемещение вперед и вверх. Активное перемещение разделяют на две основных разновидности:

• машущий полет – осуществляемый при помощи высокоамплитудных взмахов крыльями, во время него насекомое движется относительно земли.
• стоячий (трепещущий) полет – насекомое производит крыльями мелкие движения, при этом оно висит в воздухе, но не летит вперед.

48.Танцы пчел.

Это сообщение о появлении источника нектара и пыльцы; о найденном дереве, с почек которого можно собрать прополис, чтобы заделать в улье щели; об обнаружении водяных источников или о новом месте, пригодном для строительства гнезда. При наличии в природе обильного взятка Т. п. мобилизует пчелиную семью на работу, во время слабого взятка Т. п. не происходит.

Пчела-разведчица, найдя богатый источник нектара или пыльцы, по возвращении в улей танцует на сотах с полным зобиком добычи. Т. п. - своего рода «язык» , сигнал, с помощью которого пчелы узнают о расстоянии от улья до источника взятка, о направлении, в котором он находится, о роде корма.

У пчел существует две разновидности движений - круговые и виляющие. Каждый Т. п. принципиально отличается от другого и несет важную информацию. Следует сказать, что пчелы в полетах всегда ориентируются по солнцу, и даже в облачные дни они чувствуют и знают его положение. Это важно знать, т. к. в танце пчелы-разведчицы обязательно указывается маршрут к взятку относительно солнца.

Во время цветения многих видов растений пчелы-разведчицы разыскивают те из них, которые более наполнены нектаром, и Т. п. более оживленный, а при обнаружении менее богатого источника взятка - менее энергичный. Сила специфического запаха, сладость нектара, приносимые домой пчелой-разведчицей, определяют степень мобилизации сил семьи.

Пчела-разведчица, найдя новый источник корма, оставляет на нем пахучее вещество, выделяемое железами на кончике брюшка, набирает в зобик корм и летит в свой улей. Пахучее вещество помогает отыскивать цель членам ее семьи, поднятым по тревоге.

Прилетев в улей, пчела-разведчица бежит вверх по сотам в гущу пчел. Отрыгивая из зобика собранный мед, она передает его двум-трем пчелам. Освободившись от корма, сборщица начинает свой танец. Если расстояние между источником корма и ульем не превышает 100 метров, она совершает круговой танец.

49.Смена функций рабочей пчелы в течении жизни.

Первоначально при изучении поведения в небольшую пчелиную семью подсаживали группы рабочих пчел известного возраста, помеченных одним цветом. Пчелиную семью содержали в наблюдательном улье с остекленными стенками. Регистрировались формы поведения меченых пчел в разные периоды их жизни. Подобными наблюдениями установлено, что в течение летних месяцев жизнь рабочей пчелы подразделяется на два основных периода. Во время первого периода, продолжающегося около трех педель, молодая рабочая пчела выполняет многие важные функции внутри улья. Во второй период, т.е. в последующие две или три недели, пчела летает в поле. Она приносит воду, нектар, пыльцу, прополис.

Вполне сформировавшаяся рабочая пчела прогрызает крышечку ячейки и выходит на сот. По выходе она часто протягивает по направлению к окружающим ее пчелам расправленный хоботок за пищей. В ответ па это движение другая пчела раздвигает мандибулы и, слегка сместив нерасправленный хоботок из положения покоя (при котором оп сложен под головой), кпереди и книзу, отрыгивает из медового зобика каплю пищи, которая задерживается у основания язычка между раздвинутыми мандибулами. Молодая пчела погружает в каплю свой язычок и высасывает ее. Обе пчелы часто соприкасаются антеннами, контролируя с помощью органов осязания соответствующее положение ротовых частей. Полагают, что в течение первых трех дней своей жизни молодая пчела сама не берет мед из ячеек. В этот период для ее поведения характерны движения чистки и протягивания хоботка к другим пчелам за пищей. Большую часть времени она проводит или в ячейках, которые освободились от только что вышедших пчел и которые она вычищает, или, оставаясь более или менее неподвижной, вместе с другими пчелами обогревает расплод. С четвертого дня жизни молодая пчела уже сама достает мед из ячеек, хотя по-прежнему часто протягивает хоботок к другим пчелам. В это время она потребляет много пыльцы, которую берет из запасов семьи. Белки, содержащиеся в пыльце, абсолютно необходимы для полного развития гипофарингеальных желез, вырабатывающих личиночную пищу. Названные железы начинают функционировать обычно на пятый или шестой день жизни пчелы. До их функционирования молодая рабочая пчела не в состоянии снабжать личинку соответствующей пищей. Роль кормилицы пчела выполняет до тех пор, пока не достигнет возраста 12 дней, когда ее железы становятся сильно редуцированными, а их секреция - весьма недостаточной. Тем временем у пчелы активизируются железы, выделяющие воск, и в возрасте около 12 дней она в состоянии начать отстройку и починку сотов. Если условия погоды благоприятствуют, то примерно в тот же период жизни пчела совершает первый ориентировочный облет.

50.Нектар,мед,прополис.Их происхождение и значение для пчел.

Основным сырьем для получения цветочного пчелиного меда служит нектар, который вырабатывается активными железами растения (цветка) - нектарниками. Нектар представляет собой водный раствор Сахаров. Общее содержание Сахаров в нектаре колеблется от 3 до 80% и зависит от вида растений, климата, времени суток, сезонности, влажности воздуха и почвы. Пчелы предпочитают собирать нектар с большим содержанием сахара.

Падь растительного происхождения или медвяная роса или внецветочный нектар - выделение сахаристого сока на листьях некоторых лиственных деревьев и хвое ели в виде выпота - росы. Образуется она рано утром при резких колебаниях суточной температуры, когда после холодной ночи наступает жаркое утро. Медвяная роса встречается реже и в меньших количествах, чем падь животного происхождения, и по составу ближе к цветочному нектару.

В падиевом мёде содержится больше компонентов, чем в цветочном: аминокислот, декстринов, ферментов, органических кислот и минеральных веществ. В западной Европе падевый мёд ценится выше, чем цветочный.

Сбор и переработка нектара пчёлами

Пчела-сборщица хоботком собирает нектар до полного наполнения медового желудочка и летит в свой улей, где передаёт нектар пчеле-приёмщице. Летящая пчела несёт в среднем 40-45мг нектара. Однако в улей она приносит меньше нектара (20-40мг), так как часть его расходуется на восстановление сил во время полёта. Чтобы создать 100г мёда пчела должна посетить около миллиона медоносных цветков. Чтобы собрать килограмм мёда пчеле нужно принести примерно 150 тыс. нош нектара.

Нектар поступивший в улей содержит большое количество воды 40-80%. В созревшем мёде 18-20% воды. Пчелы-приемщицы после принесения нектара начинают обрабатывать нектар своими челюстями в продолжение 20 минут. Эта обработка заключается в последовательном и многократном выпускании капельки нектара через раздвинутые верхние челюсти на хоботок, а затем проглатывании ее в медовый желудочек. Так повторяется 120-240 раз. За это время нектар подвергается воздействию теплого воздуха циркулирующего в улье, при этом нектар теряет значительную часть воды и насыщается ферментами, выделяемыми слюнными железами пчелы. С увеличением концентрации сухого вещества проветривание содержимого медового зобика становится все трудней и оно полностью прекращается при его влажности около 30-40% вследствие большой вязкости.

Если пчёлы-приёмщицы загружены работой, то пчёлы-сборщицы подвешивают каплю нектара к верхней стенки восковой ячейки. Висячие капли имеют большую поверхность испарения и влага из нектара испаряется интенсивнее.

Закончив обработку, пчёламы-приёмщицы откладывают нектар в пустые сотовые ячейки вблизи расплода. Здесь поддерживается наиболее высокая температура, облегчающая удаление воды из нектара. При наличии достаточного количества пустых ячеек сначала они заполняются на одну четверть или на одну треть. При недостатке места этого не бывает. В таком случае ячейки заполняются сразу наполовину или даже больше. Капельки нектара подвешиваются пчелами в разных местах ячейки с тем, чтобы испарение воды из него протекало более интенсивно.

Дальнейшая обработка нектара заключается в вентилировании с целью удаления влаги и многократном перенесении его из одной ячейки в другую, пока незревший мёд не станет густым. Множество пчел, которые находятся на дне и по стенам улья, расположившись в один или несколько рядов создают циркуляцию воздуха в улье, ускоряющую испарение влаги. Кроме того, сгущение нектара происходит в медовом желудочке пчелы-работницы. Капелька нектара уменьшается в объёме за счёт всасывания воды клетками медового желудочка. В организме пчелы нектар также обогащается ферментами, органическими кислотами, антибактериальными веществами и т.д.

Ячейки наполненные доверху созревшим мёдом пчёлы запечатывают восковыми крышечками, и в таком виде мёд может хранится в течение многих лет.

Совокупность процессов, которые происходят в улье при переработке нектара (пади) в мед называется созреванием меда. Среди этих процессов в первую очередь следует выделить удаление воды, обогащение незрелого мёда ферментами и расщепление (инвертирование) и синтез (образование) сахаров.

В нектаре может содержаться до 80% и более воды. В процессе переработки нектара пчёлами содержание воды уменьшается до 20% и менее. Мёд с большим содержанием воды начинает бродить и непригоден к длительному хранению.

При созревании мед обогащается многими полезными продуктами деятельности слюнных желёз пчёл, в том числе ферментами (современное название энзимы), ускоряющими обмен веществ в организме человека. Под действием ферментов и происходит разложение и синтез сахаров. Например расщепление сахарозы идёт под действием фермента инвертазы.

В процессе созревания меда происходят и другие сложные биохимические реакции, в результате которых создается его хороший вкус, аромат, приобретается стойкость при хранении и образуются декстрины (продукты неполного расщепления крахмала), бактерицидные и другие вещества, обуславливающие ценность этого продукта

Продолжительность созревания (т.е. до запечатывания ячеек) по разным источникам составляет от 1-3 дней до 1-20 дней и зависит от следующих параметров: сила пчелиной семьи; интенсивность взятка; исходное содержание воды в сырье; степень заполнения ячеек; методы работы пчеловода; климатические факторы, такие как влажность воздуха и температура. Некоторые авторы отмечают, что полное созревание мёда наступает через 3-4 недели после запечатывания ячеек.

Согласно теории внутреннего происхождения - прополис является смолистым остатком от первой фазы переваривания пыльцы. Рабочие пчелы глотают пыльцу, в кишечнике пыльцевые зерна набухают и лопаются. Из них вытекает плазма, которую пчелы используют для кормления молодых пчел - кормилиц расплода. Из неперевариваемых оболочек пыльцевых зерен образуется бальзам, который пчелы выделяют в виде капель. Этот бальзам и является основной составной частью прополиса.

Мед жизненно необходим пчелам для питания, особенно зимой. Кроме нектара, пчелы собирают с растений цветочную пыльцу, являющуюся их белковым кормом. Комочки пыльцы пчелы тоже складывают в ячейки сот, утрамбовывают их, а сверху заливают медом. Такой продукт называется пергой. Перга - источник белкового питания пчелиной семьи. Зимой запечатанные соты освобождаются от тонкой оболочки, и тогда мед поедается пчелами. Эта еда, богатая калориями, имеет особое значение для пчел. Она позволяет сохранить постоянной температуру улья. Для этого пчелы быстро вращают крыльями и гонят воздух по всему улью. Таким образом яйца и личинки защищаются от переохлаждения или перегрева.

51.Общественные насекомые.Касты у пчел и муравьев.

Общественные насекомые (социальные насекомые) - группа насекомых, отличающаяся общественным образом жизни.
К ним относят муравьёв, пчёл, ос, термитов, шмелй.
Для общественных насекомых характерно обитание в совместно построенном гнезде, уход за потомством, перекрывание нескольких поколений и разделение обязанностей среди членов их семей. Семьи состоят из нескольких каст: половых (репродуктивных самок и самцов) и бесплодных рабочих особей (рабочие, солдаты и другие) . Последние выполняют все функции в семье, кроме размножения.
Большинство общественных насекомых относится к отряду Перепончатокрылые насекомые.
Причем, только семейство Муравьи является полностью социальным, тогда как в других семействах перепончатокрылых (пчелы и осы) наблюдаются все стадии перехода от одиночного образа жизни к общественному. Также к этой группе относится подотряд Термиты. Отдельные признаки социальности наблюдаются и в других группах насекомых, например, у клопов, тлей, уховерток.

К общественным насекомым относится медоносная пчела. Крупная семья пчел насчитывает до 100 тыс. особей, которые живут в улье (рис. 105, А). В улье большинство насекомых - рабочие пчелы. Это бесплодные самки, у которых видоизмененный яйцеклад служит жалом. Они чистят улей, собирают нектар, ухаживают за маткой и личинками, охраняют улей от врагов. Живут они только один сезон (около года). В пчелиной семье главная пчела - матка, которая откладывает яйца - до 2000 в сутки. Живет она около пяти лет. Весной, в мае - июне, в пчелиной семье из куколок появляются новая матка и несколько десятков самцов, которых называют трутнями: никакого участия в работе они не принимают, а основная их задача - оплодотворение матки. Старая самка с частью рабочих пчел покидает улей - происходит роение. Пчеловоды собирают рой и поселяют его в новом улье. Осенью рабочие пчелы изгоняют оставшихся трутней из улья, и они погибают.

Касты пчел.Семьи пчел содержат до 80 тыс. особей,среди них только одна матка(царица),несколько десятков трутней(цари) и все остальные рабочие пчелы

Матка всегда одна и занимается откладыванием яиц.Живет до 5 лет,выходит наружу только после рождения только для брачного полета. В каждом улье только одна плодовитая матка. Она спаривается с трутнями, развивающимися из неоплодотворенных яиц, а затем только откладывает яйца.

Из большинства яиц выходят рабочие пчелы. Они развиваются из оплодотворенных яиц и появляются на свет, проведя в ячейке 21 день. Через несколько дней молодые рабочие начинают чистить пустые ячейки, готовя их к приему новых яиц. Спустя 5-6 дней у них во рту созревают железы, позволяющие им кормить матку и личинок богатым белками пчелиным молочком. Личинки трутней и рабочих пчел с пятого дня жизни получают цветочную пыльцу, а будущих маток кормят только пчелиным молочком.

В возрасте 18-20 дней рабочие пчелы выполняют обязанности сторожей внутри улья, а после 21 дня начинают вылетать из улья в поисках нектара. Возвратившись с добычей, они сообщают другим пчелам, в какой стороне находится новый источник пищи. Большинство рабочих пчел погибают спустя примерно 6 недель после рождения, а матка живет до 4-5 лет.

у муравьев имеется три основные касты: самцы, самки и рабочие (бесплодные модифицированные самки).