Насекомые – это незаменимая шестеренка в часовом механизме природы, благодаря которой функционирует вся планета.

Их настолько много, что это не укладывается в голове. И они везде: в лесах и озерах, в полях и реках, в тундре и в горах. На высоте шести тысяч метров в Гималаях живут стрекозы, а в раскаленных источниках американского Йеллоустонского национального парка, где температура превышает 50 градусов Цельсия, поселились веснянки. В вечной темноте в самых глубоких пещерах на Земле живут слепые комары-звонцы. Насекомые могут жить в ванной, в компьютерах, в масле, и даже в желудочном соке и желчи лошадей. Они живут в пустыне, подо льдом замерзших морей, в снегу и в ноздрях моржей.

Неважно, посчитаем ли мы общее количество особей или видов, в любом случае, есть все основания полагать, что насекомые – самая успешная группа живых существ на планете. На Земле существует несметное количество отдельных особей насекомых. Кроме того, они составляют более половины всех известных видов многоклеточных организмов – около миллиона. Если вы решите издать календарь с насекомым месяца, ежемесячно публикуя фотографию нового вида, этого календаря хватит на 80 000 лет!

Насекомые поражают наше воображение огромным видовым разнообразием, перечислим лишь некоторых из них: дневная бабочка аполлон, медоносная пчела, мексиканская кошениль, поденка, яблонная медяница, антарктический комарик, златоглазка, жук-восковик, светляк, бумажная оса, стрекоза-булавобрюх Болтона, муха-кровососка, садовый муравей, бабочка крапивница, жук-майка, грушевая павлиноглазка, сосновый долгоносик, хищная муха ктырь, чешуйница, ягодный клоп, муха-журчалка, плавунец, гигантский бескрылый кузнечик Уэта, пчела-плотник, юкковая моль, рыжий таракан, еловый усач, муха-большеглазка и полевой шмель.

Мы можем найти насекомых всевозможных цветов и форм, также их отличает огромное разнообразие размеров, с которым не может сравниться ни одна группа животных. Самые маленькие насекомые в мире – это паразитические наездники мимариды. Они всю свою жизнь проводят в яйцах других насекомых, так что вы можете вообразить, насколько они крошечные. Одна из представителей мимарид – это оса Kikiki huna: длина ее тела всего 0,16 мм; она настолько мала, что вы ни за что не сможете ее разглядеть. Ее название происходит из гавайского языка – именно на Гавайях она была обнаружена – и вполне логично означает «малюсенькая точечка».

Насекомые обитают на нашей планете очень давно: намного дольше, чем люди. Скорее всего, вам мало что скажет тот факт, что первые насекомые появились около 479 миллионов лет назад. Лучше представьте, что насекомые были свидетелями появления и исчезновения динозавров.

Однажды давным-давно первые растения и животные выбрались из океана на сушу. Это была революция для всего живого на Земле. Только представьте, если бы мы могли заснять этот потрясающий момент! Насколько выдающаяся видеозапись это была бы: «Маленький шаг для мелких членистоногих, гигантский шаг для всего живого на Земле». К сожалению, при изучении древних насекомых нам приходится довольствоваться окаменелостями и нашей фантазией.

Важной причиной невероятного успеха насекомых является их способность летать. Насколько же гениальным было это изобретение, случившееся 400 миллионов лет назад! Насекомые получили доступ к уникальным возможностям: с помощью крыльев они могли доставать пищу с верхушек растений намного эффективней, а наземных врагов можно было с легкостью избежать. Для особо пытливых крылья открыли новые горизонты для исследования новых неизвестных территорий. Доступ к воздушному пространству повлиял и на выбор партнера, предоставив огромные возможности показать себя с лучшей стороны в новых, неизведанных местах.

Что же такое насекомое? Если вы сомневаетесь, начните с простого правила: посчитайте ноги. Большинство насекомых имеют 6 ног, которые прикреплены к груди, среднему отделу тела.

Следующий шаг: проверьте, есть ли у маленького создания крылья. Они также расположены на груди. У большинства насекомых четыре крыла: два передних и два задних.

Таким окольным путем вы пришли к важной характеристике насекомых: их тело разделено на три отдела. Как одни из представителей типа членистоногих, насекомые состоят из многих сегментов, или члеников. У насекомых они слились в три достаточно заметных отдела: голову, грудь и брюшко.

Границы сегментов хорошо заметны на поверхности тела у многих насекомых, как будто их порезали чем-то острым, и именно это дало название классу: латинское слово Insecta (насекомые) происходит от глагола insecare, что означает «рассекать».

Насекомые – это беспозвоночные животные, то есть животные без позвоночника, скелета и костей. Их скелет находится снаружи. Твердый, но в то же время легкий хитиновый экзоскелет защищает мягкие внутренности от внешних воздействий. Снаружи они покрыты слоем воска, который защищает от самого страшного для всех насекомых – высыхания. Несмотря на маленький размер насекомых, поверхность их тела относительно велика по сравнению с их маленьким объемом, а значит, есть риск, что драгоценные молекулы воды испарятся и насекомые засохнут. Тонкий слой воска очень важен для сохранения каждой капли воды.

Всех насекомых можно разделить на два типа: те, кто меняется постепенно, с помощью смены верхнего покрова, и те, кто меняется резко, в период перехода из детства во взрослую жизнь. Изменения называются метаморфозом, или превращением.

Первые – например, стрекозы, кузнечики, тараканы и клопы – меняют свой внешний вид постепенно, по мере роста. Это немного напоминает людей, только нам не нужно сбрасывать всю кожу, чтобы расти. Первая, детская стадия у этих насекомых называется нимфой. Нимфа растет, меняя свой экзоскелет несколько раз (количество линек варьируется от вида к виду, но часто их бывает от трех до восьми) и становится все более похожей на взрослое насекомое. Когда нимфа переживает последнюю линьку, она превращается во взрослое насекомое с действующими крыльями и половыми органами.

Для того, чтобы сохранить порядок в классификации маленьких существ, люди разделили их на группы, основываясь на близости их родства. Это весьма сложная система, которая начинается с царства; царства делятся на типы, далее следуют классы, отряды, семейства, роды, и, наконец, мы приходим к виду.

Давайте рассмотрим обыкновенную стрекозу как пример. Этот вид принадлежит царству животных, типу членистоногих, классу насекомых, отряду стрекозы, семейству настоящие стрекозы, роду сжатобрюхи и виду обыкновенная стрекоза.

У насекомых нет легких, и они не дышат через рот как мы. Вместо этого они дышат через отверстия, находящиеся по бокам тела. От отверстий внутрь тела проходят разветвленные трубочки-трахеи. Воздух наполняет их, и кислород перемещается в клетки тела. Поэтому насекомым не нужно использовать свою кровь для обогащения кислородом конечностей и костей. Но им все же необходимо что-то наподобие крови, называемой у насекомых гемолимфой, для передачи питательных веществ и нейромедиаторов в ткани и для транспортировки продуктов жизнедеятельности из них.

Так как кровь насекомых не транспортирует кислород, нет необходимости в железосодержащих красных кровяных тельцах, которые окрашивают кровь млекопитающих в красный цвет. Гемолимфа обычно прозрачная, желтоватая или зеленая. Именно поэтому во время поездки теплым летним вечером переднее стекло автомобиля не выглядит прозрачным: разбившиеся о него насекомые оставляют желто-зеленые следы.

Для многих насекомых обоняние очень важно, но у них нет носа. Вместо этого они, в первую очередь, воспринимают запах антеннами. Некоторые насекомые, например особи мужского пола у бабочек, имеют большие перистые антенны, при помощи которых могут почувствовать запах самки, даже в очень маленькой концентрации, за несколько километров.

Насекомые общаются между собой различными способами с помощью запаха. С помощью молекул запаха они могут передавать различную информацию друг другу, начиная от объявления о знакомстве типа «одинокая дама ищет привлекательного мужчину» до гастрономического сообщения у муравьев «следуйте по этой пахучей дорожке, и вы дойдете до вкусной капли варенья, лежащей на кухонном столе».

Растения давно поняли, что запах для насекомых очень важен. Миллионы лет совместной эволюции привели к удивительному взаимодействию. Самый большой цветок в мире, раффлезия, опыляется лесными мухами. В этом случае, используя язык современной парфюмерии, «аромат теплого летнего солнца, встречающего вечернюю прохладу, с нотками амбры и чувственной ванили» принесет мало пользы. Напротив, если вы хотите пригласить в гости лесных мух, вы должны кричать на их языке. Поэтому самый большой цветок в мире воняет как дохлое животное, пролежавшее в джунглях не один день на жаре. Аромат гниющего мяса просто неотразим, если вы – лесная муха.

Для насекомых очень важно общаться с помощью запаха, особенно во время спаривания. Но некоторые при поиске партнера опираются на слух. Кузнечики поют не для того, чтобы создать у нас летнее настроение, а чтобы найти себе даму. Чаще именно самец зовет самку, так же как и среди птиц самцы являются самыми активными певцами. Вы когда-нибудь слышали раскатистые переливы цикад в южных краях? Подумайте, если бы дамы тоже пели, звука было бы в два раза больше. Но как гласит древнегреческая пословица: «Цикады – счастливчики, ведь их женщины немы». Кстати, самки благодаря молчанию меньше рискуют жизнью. Пение манит не только любвеобильных сородичей. Страшные паразиты сидят в засаде, прислушиваются и подкрадываются, чтобы отложить свои крохотные яйца на солисте. И несмотря на то, что это выглядит достаточно безобидно, для певца наступает конец. Яйцо вылупляется, и оттуда появляется голодная личинка, которая поедает цикаду изнутри.

Звуки некоторых других насекомых мы слышим очень хорошо даже среди бела дня, например песни цикад. Однако цикады – не самые громкие насекомые. Если мы сделаем поправку на размер, то первое место займет двухмиллиметровое насекомое, живущее в воде. Мужские особи клопов-гребляков конкурируют за женское внимание при помощи музыки. Но как же петь любовные серенады, когда ты – водяной клоп размером с зернышко?

Маленький гребляк играет сам на себе, используя брюшко как струны, а пенис как смычок.

Представьте себе, что вы можете прогуляться летом по лесу босиком и ощутить вкус черники, просто наступая на нее! На это способна домашняя муха. Она чувствует вкус своими лапками. И мухи удивительно чувствительны: они в сто раз более чувствительны к сахару, чем мы с нашим языком.

Но у домашних мух есть и некоторые недостатки. У них нет зубов, поэтому они не могут питаться твердой пищей. Они обречены всю жизнь придерживаться жидкой диеты. Что же тогда делать бедной мухе, когда она садится на что-то вкусненькое, например, на ваш бутерброд? Она превращает еду в смузи с помощью пищеварительных ферментов. Это означает, что муха должна срыгнуть немного желудочного сока на вашу еду. Это не очень приятно, ведь бактерии с ее предыдущей трапезы могут попасть на ваш бутерброд. Но мухе повезло, теперь она может заглотить еду. Ротовой аппарат домашних мух напоминает насадку пылесоса на короткой ручке. Все это присоединено к подобию насоса, находящегося в голове, который втягивает разжиженную пищу.

Органы чувств у насекомых соответствуют их потребностям. В то время, как стрекозам и мухам необходимо острое зрение, насекомые, живущие в пещерах, могут быть абсолютно слепыми. Насекомые, которые тесно взаимодействуют с цветущими растениями, например, пчелы, могут различать цвета. Но шкала цвета смещена вверх, то есть они не видят красный цвет. Зато они, в отличие от нас, могут видеть ультрафиолетовое излучение. Это означает, что многие цветы, которые для нас выглядят совершенно однотонными, например, подсолнух, имеют явно выраженный рисунок для пчелы: часто в форме «посадочных полос», показывающих дорогу к нектару внутри цветка.

Сложные, или фасеточные, глаза насекомых состоят из множества простых глаз – омматидиев. Мозг собирает все маленькие картинки вместе, и так образуется большое мозаичное изображение, но оно крупнозернистое и расплывчатое. Его можно сравнить с фотографией с низким разрешением, которую вы пытаетесь увеличить на экране вашего компьютера. Существует множество причин, по которым насекомые не могут получить водительские права, и одна из них – слабое зрение: они никогда в жизни не смогли бы увидеть знак на расстоянии 20 метров.

Что касается зрения, приспособленного к повседневной жизни насекомого, то в этой категории особенно преуспела стрекоза. Ведь именно благодаря зрению это насекомое считается одним из самых эффективных хищников.

Конечно, охота стаи львов – это впечатляющее зрелище, но им удается завалить жертву только в одном случае из четырех. Даже белая акула со своей наводящей страх улыбкой в 300 зубов терпит неудачу в половине своих атак. Стрекоза же смертельно опасный охотник: она настигает добычу в 95 % атак. Здесь мы имеем в виду представителей семейства настоящих стрекоз, или Libellulidae, из подотряда разнокрылых стрекоз, Anisoptera, которые сидят с расправленными крыльями, а не их более нежных сестер – равнокрылых стрекоз, Zygoptera, которые в спокойном состоянии складывают крылья вдоль тела.

Карл Линней, известный шведский биолог, который систематизировал все виды живых существ, поместил насекомых в отдельную группу, в частности, потому, что считал, будто у насекомых нет мозга. Возможно, в этом нет ничего удивительного, ведь если вы оторвете голову у плодовой мушки, она сможет жить почти нормальной жизнью еще несколько дней. Она сможет летать, ходить и даже вступать в половой контакт. В конце концов она, естественно, умрет от голода, так как без рта не сможет есть. Дело в том, что у мушки не один мозг, находящийся в голове, а нервная цепочка, проходящая через все тело, с маленькими «мозгами», находящимися в каждом сегменте тела. Благодаря этому многие функции управляются вне зависимости от наличия головы.

В начале 1900-х годов всемирную известность получил немецкий конь Ханс. Он не только знал числа, но и умел складывать, вычитать, умножать и делить. Конь выстукивал передним копытом правильные ответы на задачки, и его владелец – учитель математики Уильям Фон Остен – был уверен, что животное настолько же умно, как и он сам. Со временем выяснилось, что Ханс не может ни вычислять, ни даже считать. Просто конь отлично умел распознавать малейшие сигналы языка тела и мимики человека, задающего вопросы. Тот, кто задавал задачи коню, должен был сам вычислить правильный ответ, и малейшего неосознанного сигнала при правильном ответе было коню достаточно. Даже психолог, который раскусил в конце концов Ханса, не смог контролировать эти сигналы.

Практически в то же время, когда жили Остен и его не очень умный конь, в соседней стране Австрии подрастал будущий лауреат Нобелевской премии. Карл фон Фриш обожал животных с самого детства, и его мама наверняка обладала незаурядным терпением, судя по тому, что она принимала его не очень обычный выбор домашних любимцев, принесенных им из леса. В своем детском дневнике он записал 129 различных домашних питомцев, включая 16 птиц, 20 ящериц, змей и лягушек и 27 различных видов рыб. Позже, будучи зоологом, именно рыбы и их способность различать цвета привлекли его внимание. Совершенно случайно, из-за того, что эти живущие в воде объекты его исследований имели неприятную тенденцию погибать по дороге на конференции, где он собирался демонстрировать свои опыты, он начал изучать вместо них пчел.

Мы долго полагали, что только высшие животные способны различать индивидов, что является основанием создания личностных отношений. Так было до того, как любопытный ученый достал краски и начал раскрашивать лица у ос. Речь шла об американском виде северная бумажная оса (Polistes fuscatus). Свое название она получила благодаря тому, что делает гнезда из пережеванной деревянной массы, похожей на бумагу. Эти гнезда висят на стебле подобно перевернутому зонтику. В отличие от наших обычных ос, которые тоже делают гнездо из бумаги, у гнезд этих ос нет защитной оболочки вокруг личинок.

Эти осы живут в жестком иерархичном обществе, в котором важно знать, кто главный. Возможно, именно поэтому они оказались рекордсменами по распознаванию индивидов. Оса, которой раскрасили лицо, изменив ее полосатый узор, при попытке вернуться обратно к своим сожителям в гнездо была встречена агрессивно. Они ее не узнали и пришли в недоумение. Для контроля ученые покрасили других ос, не изменяя их индивидуального узора. Этих ос не ждала такая реакция, когда они вернулись в гнездо.

Почему же насекомые настолько успешны? Почему они могут похвастаться таким разнообразием видов и таким несметным количеством особей? Ответ прост: потому что они маленькие, гибкие и сексуальные.

Основываясь на размере, жизнь на планете распределяется на 10 групп: от микроскопических микоплазм (размером в миллиардную часть метра) до гигантских секвой в Калифорнии, которые могут достигать более 100 метров в высоту. Насекомые относятся к шести группам, все из которых находятся на нижней части шкалы: от бескрылых самцов наездника, которые размером меньше, чем срез человеческого волоса, до настоящих гигантов – палочников, длиной в ваше предплечье. Это означает, что большинство насекомых очень маленькие, и им нужно крошечное укрытие, чтобы спрятаться от врагов. К тому же они используют ресурсы, не представляющие интереса для более крупных животных.

Органы чувств у насекомых играют важную роль при нахождении партнера, и тут конкуренция очень жесткая. Но сражение ни в коем случае не заканчивается в тот момент, когда он находит ее. Наоборот, оно только начинается. Для того, чтобы максимально передать свой генофонд будущим поколения, оба пола могут найти различные решения.

Например, нередко самка спаривается с несколькими самцами в течение короткого периода. Для самца это невыгодно: это означает, что его сперма конкурирует со спермой других самцов. Поэтому многие самцы снабжены половым органом, похожим на компактный вариант перочинного ножа, мы можем встретить природные приспособления, похожие на скребок, ковш и ложку. Они призваны удалить сперматозоиды, которые оказались внутри самки раньше.

Возможно, древние энтомологи, бывшие исключительно мужчинами, рассматривали все явления с мужской точки зрения. В любом случае, современная наука представляет нам все новые примеры того, что самки также стремятся отстоять свои интересы.

Некоторые самки просто-напросто пожирают самца после соития. Это обычно встречается у пауков – дальних родственников насекомых. Американский паук-рыболов, например, умирает сам во время акта. Это происходит из-за того, что его половой орган разрывается в тот момент, когда самец передает свою сперму. И после этого он будет съеден ради будущих детей. Несмотря на то, что его избранница крупнее его в 14 раз, его маленькое тельце служит хорошим источником белка. Немного питания не повредит, когда предстоит отложить сотни паучьих яиц. Богомол также известен своим каннибализмом. Однако наблюдения показали, что в природе самцы реже становятся блюдом на обед после спаривания, чем в искусственных условиях в лаборатории.

Существует много способов продолжать традиции, а среди насекомых можно найти пример практически любого феномена. Обычно для размножения нужны самец и самка. Но многие насекомые выбирают вести одинокую жизнь, но тем не менее передать свои гены следующему поколению.

Самки садовой тли могут откладывать яйца после спаривания, но еще они способны к живорождению, причем без участия самца.

Не только тля живет в обществе, где полностью доминируют женщины. С большой вероятностью каждый муравей, оса и медоносная пчела, которых вы встречали в своей жизни, были дамами. Помните фильм «Би Муви: медовый заговор» о пчеле Барри, который устал от жизни в роли рабочего на фабрике в улье? С биологической точки зрения фильм полностью неправильный. Или, если уж на то пошло, шекспировский «Генрих V», где Шекспир описывает, как многочисленными жителями улья управляет король? Тоже неправда. На самом деле, самцы пчел не являются работниками в сотах. И ими не управляет король.

Женщины в мире медоносных пчел командуют и делают основную работу. Все работники – женского пола, а их повелительница – королева. Самцы живут только в течение короткого периода осенью и имеют единственное предназначение: оплодотворять новую королеву. Самцы даже сами не собирают еду, а их кормят самки.

Несколько лет назад насекомые внезапно прославились с неожиданной стороны. В средствах массовой информации появилась новость о том, что новый вид слепня был назван в честь американской поп-певицы Бейонсе Ноулз: Scaptia beyonceae.

Слепень Бейонсе получил свое имя по двум причинам: во‑первых, потому что он был впервые обнаружен в год ее рождения, хотя имя ему было дано много лет спустя. Но в основном он получил это имя благодаря задней части брюшка, покрытой золотистыми волосками. Это навеяло энтомологу, который должен был дать слепню имя, мысль о той же части тела певицы, обычно одетой в узкие блестящие платья. Я очень надеюсь, что в мире появится больше энтомологов женского пола, которые будут называть насекомых в честь широких мужественных мужских плеч или накаченного пресса…

Как же получилось, что такие общественные насекомые как медоносные пчелы, муравьи и многие осы, живут в обществе с таким неравным распределением полов?

Матки муравьев и пчел сами выбирают пол своих детей.

Один из секретов заключается в том, каким образом определяется пол потомства у этих насекомых. У людей и у многих насекомых половые хромосомы определяют будущий пол, но у насекомых этих групп половые хромосомы отсутствуют.

Пол зависит от того, оплодотворено ли яйцо или нет, а это решает матка. Только ей разрешено откладывать яйца. Если она оплодотворит яйцо сперматозоидами, которые она сохранила со своего спаривания, то получится самка: работник или матка, в зависимости от питания, пока она еще личинка. Если она отложит неоплодотворенное яйцо, получится самец.

Мама-насекомое часто считает, что ее работа выполнена, когда она отложит яйцо. Но существуют исключения. Некоторые насекомые заботятся о потомстве, кормят детей и ухаживают за ними. И примеры заботливых насекомых – не просто веселая тема для застольного разговора. Изучая стратегии родственных видов, заботящихся и не заботящихся о потомстве, биологи узнали многое об экологии и эволюции.

Секрет успешной жизни насекомых прост: нужно остаться в живых как можно дольше, чтобы успеть оставить после себя потомство. А для того, чтобы остаться в живых, нужна пища. Жизнь насекомых во многом построена вокруг поглощения пищи и того, как не дать себя съесть.

Многие насекомые поедают друг друга. Если на свете существует пятьдесят способов расстаться со своим возлюбленным, то я вас уверяю, что существует намного больше способов съесть других, включая возлюбленного. Других можно съесть снаружи или изнутри. Можно съесть, пока они еще в стадии яйца, личинки, куколки или во взрослом состоянии. Можно съесть с помощью челюстей или хоботка. Или можно вообще перестать питаться: часть насекомых питается только пока находится в стадии личинки, но перестает принимать пищу в зрелом возрасте.