Реферат: Перепончатокрылые

Среди соотношений полов интерес представляет соотношение репродуктивных самцов и самок. Периодически из гнезд муравьев происходят как бы выбросы крупных крылатых форм, отправляющихся в брачные полеты, после чего молодые матки предпринимают попытки основать новую семью. Эти-то крылатые формы и надо подсчитывать, чтобы оценить соотношение полов. У многих видов репродуктивные самцы и самки сильно различаются по размерам. Это осложняет дело, поскольку, как уже говорилось, расчеты Фишера относительно оптимального соотношения полов строго приложимы не к числу самцов и самок, а к количеству вкладов в самцов и самок. Трайверс и Хейр учли это, взвешивая муравьев. Они определяли соотношение полов по вкладам в репродуктивных индивидуумов у 20 видов муравьев. Их результаты достаточно близки к соотношению 3 самки: 1 самец, предсказанному теорией, т.е. подтверждают, что рабочие муравьи командуют парадом в собственных интересах.

Создается, таким образом, впечатление, что у изученных муравьев в конфликте интересов «побеждают» рабочие. Это не слишком удивляет, поскольку тела рабочих, охраняющих питомники, в практическом отношении обладают большей силой, чем тела маток. Гены, пытающиеся подчинить себе мир через тела маток, не могут одолеть гены, властвующие над миром через тела рабочих. Интересно было бы найти какие-то особые обстоятельства, при которых матки могли бы обладать большей практической властью, чем рабочие. Трайверс и Хейр поняли, что существует одно именно такое обстоятельство, которое можно использовать для критической проверки теории.

Оно связано с тем, что некоторые виды муравьев заводят себе рабов. У таких видов рабочие либо вовсе не занимаются своим обычным делом, либо выполняют его плохо. Зато они очень хорошо умеют захватывать рабов. Настоящие войны, в которых большие армии противников дерутся насмерть, известны только у человека и у общественных насекомых. У многих видов муравьев специализированная каста, известная под названием солдат, вооружена устрашающими челюстями и отдает все свое время сражениям за свою семью против армий других муравьев. Набеги за рабами — это просто одно из военных действий. Охотники за рабами нападают на гнездо муравьев другого вида, убивают рабочих или солдат, которые его защищают, и уносят с собой расплод. Молодь вылупляется в гнезде своих поработителей и, не «понимая», что попала в рабство, начинает действовать в соответствии со встроенными в ее нервную систему программами. Рабочие, захватывающие рабов, или солдаты продолжают совершать набеги за новыми рабами, а в их гнездах рабы выполняют повседневные функции, связанные с уборкой и уходом за молодью.

Рабы, конечно, находятся в счастливом неведении о том, что они не связаны родством ни с матерью, ни с молодью, за которой они ухаживают. Невольно они выращивают новые отряды рабовладельцев. Не может быть сомнений, что естественный отбор, действуя на гены рабского вида, благоприятствует «антирабским» адаптациям. Однако эти адаптации, по-видимому, недостаточно эффективны, потому что рабство оказалось широко распространенным явлением.

С рассматриваемых здесь позиций интерес представляет следующее последствие рабства: матка вида, захватывающего рабов, получает возможность сдвигать соотношение полов в ту сторону, которую она «предпочитает». Это связано с тем, что ее собственные, действительно рожденные ею потомки-захватчики рабов уже не имеют практической власти в яслях. Власть эта оказалась в руках рабов. Рабы «думают», что они ухаживают за своими собственными личинками и, надо полагать, делают все то, что им надлежало бы делать в своих собственных гнездах для достижения желаемого соотношения 3:1 — в пользу сестер. Но матка рабовладельческого вида в состоянии принять контрмеры, нейтрализовать которые рабы не могут, так как между ними и молодью нет никакого родства и они соответственно не подвергаются отбору.

Допустим, например, что у какого-то вида муравьев матки «пытаются» замаскировать яйца мужского пола, придавая им запах яиц женского пола. В нормальной ситуации естественный отбор поддержит любую тенденцию рабочих «разгадать» обман. Можно представить себе эволюционную битву, в которой матки постоянно «меняют код», а рабочие «расшифровывают» его. Выиграет битву тот, кто сумеет передать следующему поколению больше своих генов через тела репродуктивных индивидуумов. Как мы убедились, побеждают обычно рабочие. Но когда код изменяет матка рабовладельческого вида, то среди рабочих-рабов не может произойти отбор на способность к его расшифровке, потому что ген, детерминирующий эту способность, не содержится ни в одном из репродуктивных индивидуумов, а, следовательно, не может передаваться по наследству. Все репродуктивные индивидуумы принадлежат к рабовладельческому виду, т.е. связаны родством с маткой, но не с рабами. Если гены рабов и попадают в каких-то репродуктивных индивидуумов, то последние непременно должны происходить из того гнезда, из которого были похищены сами эти рабы. Так что рабочие-рабы в лучшем случае будут заниматься расшифровкой кода, не имеющего к ним никакого отношения! Поэтому матки рабовладельческого вида могут безнаказанно изменять свои гены, отнюдь не рискуя, что гены, детерминирующие способность к расшифровке кода, будут переданы следующему поколению.

Результат этих сложных рассуждений сводится к тому, что у рабовладельческих видов соотношение вкладов в репродуктивных индивидуумов двух полов, очевидно, должно быть ближе к 1:1, а не к 3:1. Хоть в одном случае матка сможет поступать так, как ей угодно. Именно это и установили Трайверс и Хэйр, хотя они изучали только два рабовладельческих вида.

В реальной жизни не все так просто и ясно. Например, самый хорошо знакомый нам вид общественных насекомых — медоносная пчела — ведет себя, казалось бы, совсем «неправильно». Вклад в трутней значительно превышает у нее вклад в маток, что представляется нелепым с точки зрения, как рабочих пчел, так и самой матки. Гамильтон предложил возможное решение этой загадки. Он указал, что когда пчелиная матка покидает улей, ее сопровождает большая толпа рабочих, которые помогают ей основать новую семью. Для родного улья эти рабочие потеряны навсегда и затраченные на них ресурсы следует включить в стоимость размножения: на каждую матку, покидающую улей, необходимо произвести на свет большое число дополнительных рабочих. Вклады в этих дополнительных рабочих пчел следует рассматривать как часть вклада в репродуктивных самок. При вычислении соотношения полов дополнительных рабочих пчел следует приплюсовать к маткам. Так что, в конечном счете, это не такое уж серьезное затруднение для теории.

Большая проблема для этой элегантной теории возникает в связи с тем, что у некоторых видов молодая матка во время своего брачного полета спаривается не с одним, а с несколькими самцами. Это означает, что коэффициент родства между ее дочерьми в среднем ниже, чем 3/4, а в некоторых экстремальных случаях может даже приближаться к 1/4. Соблазнительно, хотя, возможно, не очень логично, рассматривать это как хитрый удар, наносимый матками рабочим! Можно было бы думать, что рабочие пчелы должны сопровождать матку в ее брачном полете, чтобы помешать ей спариваться больше одного раза. Но это никак не поможет собственным генам рабочих — только генам следующего их поколения. Среди рабочих как класса нет духа профессиональной солидарности. Каждый из них заботится лишь о собственных генах. Рабочей пчеле, быть может, «хотелось бы» сопровождать свою собственную мать, но ей не представилось такой возможности, поскольку она не была зачата в эти дни. Молодая матка, совершающая свой брачный полет, приходится имеющемуся на данный момент поколению рабочих пчел сестрой, а не матерью. Поэтому они будут на ее стороне, а не на стороне следующего поколения рабочих, которые приходятся им всего лишь племянницами.

ШМЕЛЬ: МНОГО ШУМА НИ ИЗ ЧЕГО

Шмели относятся к перепончатокрылым, как и пчелы, с которыми они находятся в близком родстве и имеют во многих отношениях похожие нравы и повадки. И у пчел, и у шмелей рождаются самцы, не имеющие жала, но у пчелиных самцов, трутней, нет тяги к путешествиям, они не отлетают далеко от улья, где собраны громадные запасы корма, которым они и питаются до осени, когда безжалостные самки выгоняют их прочь из улья, обрекая на смерть от холода и голода.

У шмелей все иначе. В их гнезде никогда не бывает слишком много меда. Они не делают зимних запасов, разве что на несколько дней или недель - на случай плохой погоды, когда, как известно, шмели не вылетают на поиски корма.

Поедать запасы из ячеек, в которых кормится молодежь? Нет, этого не допустили бы шмели-няни, поэтому самцы тут появляются поздно, только где-то в августе. Кроме того, они гораздо более активные и самостоятельные, чем пчелиные трутни. Они летают далеко от гнезда и берут взяток в виде пыльцы и нектара, но только для сиюминутного поедания на месте - ни один из них, как и пчелиные трутни, никогда не принес ни единого зернышка в общественную кладовую.

Таким образом, небольшие запасы, имеющиеся в шмелином гнезде, служат только для кормления детей, на зиму они не пригодятся, поскольку уже поздней осенью все семейство гибнет: и старая матка, и трутни, и работницы.

Кто же останется?

Остаются только оплодотворенные в августе самки, которые, как многие другие насекомые, находят себе теплое убежище и проводят в нем зиму, погруженные в оцепенение до первых теплых солнечных лучей.

И вот тогда шмелиной королеве приходится немало потрудиться. Она одна на свете, и на ее плечи ложится и закладка роя, и выкармливание первых его работниц.

Прежде всего, она находит какую-нибудь ямку в земле, брошенную норку крота или мыши, щель между камнями, птичье гнездо или скворечник и начинает там выкладывать пол из воска, вырабатываемого железами на верхней и нижней стороне ее брюшка и смешиваемого с пыльцой и даже с измельченными кусочками растений.

На этом основании она строит круглую стенку, уже из чистого воска, заполняет ее внутри пыльцой и откладывает туда несколько яиц, а затем замуровывает эту ячейку. Рядом с первой она строит вторую, третью и т.д.

Но в отличие от некоторых пчел одиночек, которые, заперев своих детей в камере с едой, больше ими не интересуются, шмелиная королева открывает время от времени первые ячейки и проверяет, хватает ли корма личинкам, пополняя запас в случае необходимости, и так до момента, когда личинки превращаются в куколок, сидящих в бронзовых коконах.

И тут наступает интересный момент: матка энергично разбивает стенку ячейки, чтобы использовать этот воск для строительства новых ячеек. Чтобы производить новый строительный материал, она должна хорошо питаться, а у нее просто нет на это времени в разгар строительных работ.

Кто-то появился на свет

Наконец из коконов вылезают первые помощницы, очень странные на вид. Безусловно, это шмели, шмели самки, но они втрое меньше матери, какие-то невзрачные карлицы. У них также есть жало, но слишком маленькое, чтобы причинить боль человеку.

Как бы то ни было, наконец-то появляется какая-то помощь для заваленной работой королевы. Малыши строят, носят корм, а мать хотя и работает вместе с ними, но может уже больше времени посвящать кладке яиц. Число маленьких помощниц все растет и к тому же увеличиваются их размеры, ибо корма стало больше.

Рой день ото дня становится тяжелее. Матка наконец-то может освободиться от личного участка в добывании корма. Этим занимаются исключительно ее донки, а она целиком отдается кладке яиц, которых производит все больше и больше.

Хорошо откормленные личинки начинают, в свою очередь, вырастать до размеров матки роя. Они тоже будут королевами, потому что уже приближается осень, и среди потомства начинают появляться самцы. Как и у пчел, для рождения трутня не требуется участия самца, так как появляются они из неоплодотворенных яиц, которые могут в то же лето отложить также самые большие из вновь родившихся самочек.

Приходит время брачных полетов, после которых самцы попросту погибают, а оплодотворенные самочки начинают подыскивать места для зимовки и, как правило, уже не возвращаются в родное гнездо.

А там дела идут все хуже. Самки работницы приносят все меньше провизии, так как цветов в полях становится меньше, и в результате все семейство - и старая королева, и работницы разных размеров, которые не принимали участия в брачных полетах из-за недоразвитости их органов размножения, и конечно, все самцы - погибают от голода и холода.

На другой год вся история начинается сначала, причем все заботы по созданию роя снова ложатся "на плечи" несчастной шмелиной королевы. Зато пчелиная королева-мать не будет участвовать весной в поисках корма для себя и своих будущих детей, поскольку в улье с богатыми запасами еды перезимовал вместе с ней целый рой ее работящих дочек, которые с первых теплых дней начинают полеты за провиантом.

Если прибавить к этому, что ячейки шмелей имеют неуклюжий, бесформенный вид, что сосуды для меда похожи ни уродливые бочонки, и в качестве посуды используются иногда остатки коконов от куколок, то становится видно, как далеко шагнули вперед пчелы в отношении бытового благоустройства, а значит, и в борьбе за жизнь, по сравнению со своими мохнатыми родичами.

У шмелей есть свои любимые растения. Ранней весной они летают над вербами, под осень особенно охотно кормятся с чертополоха. Здесь нельзя не отметить большое значение шмелей для сельского хозяйства, поскольку, располагая гораздо более длинным язычком, чем пчелы, они могут забираться за взятком в такие глубокие цветочные чашечки, которые дня пчел недосягаемы. Например, пчелы не могут справиться с красным клевером и полому его избегают, так что иногда приходится специально дрессировать пчел-работниц в этом направлении.

Шмель же забирается в этот цветок без всякой дрессировки, часто помогая себе в этом таким образом: снабженный довольно сильными челюстями, он просто выгрызет сбоку дырочку, чтобы добраться до нектарника. В любом случае он способствует опылению клевера.

Шмелиные куколки

Любопытно, что при своей не слишком высоко организованной общественной жизни шмели уже обзавелись в своей семье паразитическими видами. Таким социальным паразитом является шмель из рода Psithyrus, очень похожий на нашего обычного земляного шмеля с той разницей, что не производит работниц, а только самцов и самок.

Самцы, как обычно, интересуются только брачным полетом и живут только до времени этого полета. Самки же, обычно такие трудолюбивые, у этого вида ведут себя совсем иначе. Они проникают в ячейки, приготовленные для потомства нормальной шмелиной семьи, и откладывают в них свои яйца, совсем как кукушки. И земляные шмели выкармливают чужаков, как птицы кукушат.

Шмели описанных видов живут не только в Европе, но и в Азии, и в Америке, забираясь иногда так далеко на север, что им не хватает времени на весь цикл воспроизводства работниц, и тогда шмелиная матка ведет себя, как пчела-одиночка, а именно - она откладывает только одну партию яиц и оставляет их на произвол судьбы.

Зато на юге случается иногда, что при условии теплых зим шмели ведут свой нормальный образ жизни круглый год.

Как видим, эти жужжащие толстяки умеют довольно хорошо приспосабливаются к климату.

По книге Яна Жабиньски
"Из жизни животных"

Укус шершня убил рыбака

Трагически закончилась для жителя Нововятского района поездка на рыбалку в Уржум. В жаркий солнечный день укус шершня оказался для него смертельным. Пострадавший был защищен рубашкой и брюками, и все же насекомое умудрилось забраться именно под одежду. Последовала аллергическая реакция организма, аритмия сердца - и через пять минут человека не стало.

Шершни - род жалящих насекомых из отряда перепончатокрылых длиной до 40 мм. Укус болезнен. Питаются насекомыми, в том числе пчёлами.

Аллергологи данный случай для нашей местности считают из ряда вон выходящими. Летальные исходы до сих пор фиксировались только после нападения пчёл.

Страдающим подобного рода аллергическими реакциями, а также людям, неоднократно укушенным осами или пчёлами, специалисты рекомендуют иметь при себе медицинскую аптечку. В её содержимое входят шприцы для инъекций, адреналин, преднизолон, димедрол, супрастин и другие препараты.

Выписка из газеты "Вятский Наблюдатель",  N 32, 6 августа 1999 г.