И когда находили ископаемых насек
омых геологи и ботаники, они их попутно описывали. А когда набралось уже м
ного, и был смысл их изучать специально, постепенно возникла специализац
ия. Можно выделить этапы этого пути. Скажем, первые описания ископаемых н
асекомых по современным, более или менее приемлемым, правилам, были в 1779-й
году; был такой Элиезер Блох, он описывал четвертичных насекомых, в ископ
аемой смоле, но не древней, а почти современной. Массовое описание начало
сь гораздо позже, в 30-х годах XIX века: описывали как раз либо энтомологи-совр
еменщики, либо чаще палеоботаники, геологи.
Потом появились специалисты уже по ископаемым насекомым, но они описыва
ли их всех сразу, все группы, а ведь насекомых такая прорва, что если описы
вать всех сразу, то описываешь, конечно, плохо. Так продолжалось весьма до
лго. Но наш «отец-основатель» Андрей Васильевич Мартынов в 36-м году орган
изовал лабораторию в Палеонтологическом институте, и там впервые возни
кла специализация палеэнтомологов по разным группам. И до сих пор это ед
инственное такое учреждение. И не случайно, в общем, что именно наша лабор
атория Ц ведущая в мире по ископаемым насекомым, например, президент не
давно созданного Международного Палеоэнтомологического общества Ц к
ак раз из нашей лаборатории. Так что это не случайно, это, что называется «
specialty of Russian kitchen», в общем, наш коронный номер. Одна из немногих областей, где Росси
я действительно впереди, и намного впереди, остальных. Сейчас, правда, пол
ожение меняется, эта наука быстрее развивается в других странах, скоро н
ас догонят. Но это не жалко, это на пользу нашей науке.
Но нам пора вернуться, собственно, к предмету сегодняшнего разговора. По
чему-то нас сегодня особо интересуют тараканы. Это и правда очень интере
сные насекомые, хотя бы тем, что они появились на Земле очень задолго до на
с и, вероятно, нас переживут. Но все-таки для начала их надо поставить в общ
ий контекст. Тараканы Ц насекомые. Класс насекомых делится на отряды: от
ряд жуков, отряд стрекоз, отряд, скажем, термитов, отряд тараканов. Насеком
ые Ц это, в действительности, хозяева суши, не звери, не мы с вами, а насеком
ые. Их полтора миллиона видов, больше чем кого бы то ни было, всех растений,
животных вместе взятых.
Александр Гордон: Простите, я только уточню. Я слышал где-то ци
фру, может быть, вы подтвердите, что биомасса одних муравьев больше, чем би
омасса всех млекопитающих, включая человека и слона.
А.Р. Да, я думаю, это несомненно так. То есть, если взять тропики, т
ак там вообще это что-то запредельное, там с позвоночными нечего и сравни
вать. И, кроме того, насекомые Ц действительно главные регуляторы сообщ
еств суши. В пресных водах их тоже много, но там они все-таки не так подавля
ют. На суше Ц да.
Кирилл Еськов: Еще чрезвычайно интересно, что в море, например
, насекомые проникнуть так и не сумели.
А.Г. Из-за солености?
К.Е. Нет, нет. Точно не из-за солености, потому что…
А.Р. Не из-за одной солености.
К.Е. Потому что в соленых озерах насекомые живут совершенно бе
зо всяких проблем. То есть получается картина совершенно парадоксальна
я: самый процветающий и обильный класс животных, которые освоили любые ж
изненные стратегии, Ц а самая большая на планете экологическая ниша по
чему-то оказалась для них недоступной. Почему Ц никому не известно, если
говорить честно. Это одна из интереснейших загадок.
А.Г. Фантастика.
А.Р. Да, и это действительно непонятно. То есть имеются разные г
ипотезы, но, в общем, это не очень серьезно. Так вот, насекомых, понятное дел
о, насекомыми сделали крылья. Пожалуйста, вторую картинку. Есть, конечно, н
асекомые, которые никогда крыльев не имели, например, щетинохвостки Ц н
а картинке в центре сверху, но их очень мало, их меньше, чем многоножек даж
е, не говоря уже о пауках. А крылатые насекомые возникли перед серединой к
аменноугольного периода или, как мы говорим, карбона. Одно из таких насек
омых посередине внизу. Они были крупные, крыло 5-8 сантиметров, и сравнител
ьно неуклюжие.
А.Г. То есть в цифрах это где-то порядка 350 миллионов лет…
А.Р. Нет, это 315 миллионов, примерно 315 миллионов лет. Но дело прост
о в том, что эти цифры гораздо менее надежны, чем слова «каменноугольный п
ериод»; вся геохронологическая последовательность выстроена очень хор
ошо и тонко. Причем, мы очень точно можем различать периоды прошлого, до са
мых мелких, до того, что сейчас называется ярусами.
К.Е. Геологическую шкалу строили не по абсолютным датировкам,
к которым потом привязывали какую-то фауну, соответствующую этим датам.
Все было прямо наоборот: сначала делили шкалу по составу фауны и потом уж
е нанесли на нее эти самые абсолютные датировки. Шкала была закончена ещ
е в 19 веке. А датировки впервые начал делать уже Резерфорд, только в начале
20-го. То есть последовательность действий была такая.
А.Р. Да, и до сих пор многое в датировках меняется. А шкала остает
ся.
К.Е. Именно. Абсолютные датировки меняются, а сама шкала остает
ся.
А.Р. Поэтому мы в своей работе, в общем-то, абсолютными датировк
ами не пользуемся, а пользуемся единицами геологической шкалы.
К.Е. Тут, раз пошла речь о полете и о крыльях, надо сразу упомянут
ь, что в принципе воздушную среду освоили только две группы, которые явля
ются вообще вершиной эволюции. С одной стороны Ц позвоночные, с другой с
тороны Ц насекомые. Но при этом крыло насекомых и крыло позвоночных Ц э
то вещи совершенно разные, это не гомологи, а аналоги.
Крыло позвоночных Ц это видоизмененная передняя конечность. У всех поз
воночных Ц и у птиц, и у летучих мышей, и у птерозавров (летающих ящеров) Ц
у них у всех передние конечности модифицированы по-разному, но это все ра
вно передняя конечность. У насекомых это нечто совсем другое. В общем, это
скорее складка покровов, конечность входит в нее на уровне эмбриологиче
ского развития, но очень несущественными частями. То есть это органы по п
роисхождению совершенно разные. Но результат получился в некотором смы
сле похожий.
А.Р. Просто у членистоногих конечность гораздо сложнее, чем у п
озвоночных. Она двуветвиста исходно, с боковыми придатками, поэтому тут
сложности.
Значит, крылья сделали насекомых насекомыми и, естественно, что крылья и
были основой их дальнейшей эволюции, по крайней мере, поначалу. Причем, зд
есь можно выделить три ясно различающихся стратегии. Первая стратегия, с
амая прямолинейная: если крыло создало насекомое, то крыло надо в первую
очередь и развивать. По этому пути пошли поденки и стрекозы. Крыло у них де
йствительно замечательное, тонкое, легкое, гибкое и прочное. И полет тоже
очень хороший, особенно у стрекоз.
Причем, у стрекоз замечательна не скорость, скорость у них вполне рядова
я для насекомых, а маневренность. Стрекоза спокойно летит боком, летит на
зад, не разворачиваясь, что очень важно в чаще растений. И при этом у стрек
озы, как на этой картинке справа внизу, крылья могут работать, когда нужно
, в противофазе, так, чтобы тело не дергалось и не мешало точно нацеливатьс
я на жертву. Но это прямолинейная стратегия не обязательно самая успешна
я, прямой путь не всегда самый короткий и самый лучший. И даже стрекозы, ко
торые самые древние из современных отрядов насекомых (тараканы Ц те тол
ько вторые), так вот, ни стрекозы, ни, тем более, поденки никогда не были веду
щей группой насекомых.
А весь успех, ну, почти весь, успех достался тем, кто эксплуатировал вторую
стратегию. Она была более хитрой и оказалась более плодотворной. Дело в т
ом, что они, эти насекомые, начали развивать не столько само крыло, сколько
крыловой мотор, то есть скелет и мускулатуру груди. И на этом пути успех б
ыл оглушительный. Прежде всего потому, что на этом пути возникли насеком
ые с полным превращением. Можно третью картинку? При полном превращении
организм проходит в развитии стадии яйца (буквой Е обозначено), дальше ли
чинка (посредине), куколка (внизу) и (наверху) взрослое насекомое. В яйце, пон
ятно, организм только испытывает превращение, но не питается и не растет.
Личинка наоборот, она интенсивно питается и быстро растет, но мало меняе
тся. Куколка Ц это второе яйцо, на этой стадии идут очень интенсивные пре
вращения, превращения из личинки во взрослое насекомое. Ни питания, ни ро
ста в это время тоже нет.
А взрослое насекомое Ц это просто аппарат для размножения и расселения
, взрослые часто питаются, но это не обязательно, а расти не могут совсем. И
эта стратегия оказалась хоть и сложной, но оказалась выигрышной, потому
что удалось таким образом сделать независимой эволюцию и обеспечить во
зможность независимого приспособления существам с разной организацие
й. Потому что у крылатых и бескрылых, естественно, разная среда, и они долж
ны по-хорошему приспосабливаться к разным условиям.
К.Е. И тем самым не конкурируют друг с дружкой.
А.Р. Конечно. И на этом пути они достигли совершено замечательн
ого успеха. Сейчас насекомых с полным превращением гораздо больше, чем в
сех остальных насекомых вместе, и во многих отношениях они замечательны
, хоть они и моложе. Можно четвертую картинку? Здесь показано, что насекомы
е с полным превращением, разные их отряды возникали в перми, в триасе и даж
е в юре, то есть в интервале приблизительно от 200 до 300 миллионов лет назад. И,
тем не менее, они достигли колоссального успеха, в том числе и в отношении
полета, потому что некоторые комары, вроде нарисованной здесь дейтерофл
ебии, и многие мухи (на правой верхней картинке Ц это журчалка в полете сн
ята) достигают совершенно немыслимого совершенства и по скорости, и по м
аневренности.
А.Г. А комары были кровососущими?
А.Р. Нет, эти нет. Эти вообще не питаются. Кровососущие комары во
зникли сравнительно поздно, в меловом периоде.
А.Г. Уже когда теплокровные животные были…
К.Е. В принципе есть такие кровососы, которые питаются, наприме
р, на рептилиях Ц те же самые мокрецы, то есть связь с теплокровными не яв
ляется обязательной. Но вот комары, судя по всему, привязаны к теплокровн
ым довольно жестко. Там у них очень сложный жизненный цикл, очень сложная
связь с прокормителем, и на рептилиях это, видимо, не получается.
А.Р. У нас специально была работа на эту тему, я сейчас деталей н
е помню, но могу сказать только одно, что некоторые группы, скажем, мокрецы
… Это которые докучают порой страшно, они «размера не имеют», меньше милл
иметра длиной…
К.Е. Даже сквозь полог проходят!
А.Р. Да, проходят всюду и житья не дают; я испытывал это на себе д
остаточно хорошо… Так вот, одни виды мокрецов питаются на теплокровных,
другие могут сосать рептилий, а третьи Ц и третьих много Ц просто други
х насекомых сосут! Так что тут всякое возможно.
К.Е. Есть, например, такая экзотика как группа, которая паразит
ирует на лягушках. Вот такой изыск тропический. Так что, в принципе, на все
м бывает. Но комары, именно то, что мы называем комарами, кулициды, они все-т
аки на теплокровных.
А.Р. Кроме насекомых с полным превращением, по тому же пути пер
воначального совершенствования именно крылового мотора, пошли цикады,
клопы и их многочисленные родственники. Здесь нарисованы, в том числе др
евние палеозойские, очень крупные, очень красивые палеодиктиопторы, спр
ава внизу нарисовано.
И, наконец, третья стратегия. Ее можно выразить словами, что летать, конечн
о, хорошо и здорово, но нужно уметь еще и прятаться. И эти насекомые в перву
ю очередь научились складывать крылья так компактно, что они мало мешали
им прятаться по щелям, как тараканам. Собственно говоря, первой успешной
группой, пошедшей по этому направлению, и были тараканы. Они возникли чут
ь позже, чем появились первые крылатые насекомые, примерно 310 миллионов ле
т назад, миллионов на 5 позже самых первых.
Кроме тараканов, в этой же группе, которые начали с того, что научились хор
ошо прятаться, были в том числе и хорошо нам известные насекомые, такие ка
к уховертки, термиты, скажем, кузнечики со сверчками и так далее. Всех их ж
дал, кого очень скромный, кого умеренный успех, но никто из них не смог даж
е приблизиться к самому успешному отряду из насекомых с полным превраще
нием. А здесь есть о чем задуматься, потому что эти самые успешные Ц это к
ак раз жуки, которые и возникли-то позже, и, вроде бы, похожую стратегию исп
ользовали. Они великолепно прячутся, великолепно летают Ц ну, не велико
лепно, но неплохо летают. И причина нам, в общем-то, известна. Об этом уже го
ворилось, это полное превращение. А тараканы и их родственники, в отсутст
вие стадии куколки, вынуждены были содержать бескрылых и крылатых похож
ими. Их независимая эволюция была ограничена. И, в результате, приспособл
ение к разным средам было ограничено.
А.Г. Была конкуренция, как вы сказали.
К.Е. В принципе, жить по щелям Ц это, конечно, неплохой вариант, н
о при этом сразу возникает проблема Ц что делать с крыльями? Потому что, н
а самом деле, если ты отказываешься от крыльев и от полета вообще, тут ника
ких проблем не возникает, все классно, именно эту стратегию используют р
азличные бескрылые паразиты, типа блох, вшей и им подобных, но это, понятно
, путь тупиковый. То есть тут частичный успех возникает, но в целом Ц это, к
онечно, тупик. Поэтому дальше вопрос: а чего делать с крыльями? Если насеко
мое, вроде какой-нибудь бабочки или стрекозы, полезет в щель, то, понятное
дело, от ее замечательных крыльев ничего не останется, просто истреплет
в лоскуты и все.
Поэтому возникает инженерное решение, в принципе, тут напрашивающееся. К
рыльев-то две пары, поэтому на одних крыльях мы будем летать, а вторые, дав
айте, превратим в твердый чехол, прикрывающий ту, первую, функциональную
пару.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29