Я изучаю насекомых. У меня дома живут палочники, богомолы, экзотические тараканы и жуки. Жили и бабочки, но очень недолго. Мои предыдущие исследования были посвящены особенностям питания и движения палочников.
Среди моих необычных питомцев:
– жуки – голиафы – самые тяжелые жуки в мире,
– новогвинейские шипастые палочники – считаются одним из самых крупных и массивных видов,
– павлиноглазка Атлас – самая большая бабочка в мире,
– палочник фобетикус магнус – одно из самых длинных насекомых в мире.
Наблюдая за ними, я задумался – насколько крупными могут быть насекомые? Может ли существовать насекомое достаточно большого размера, чтобы на нем, к примеру, мог летать человек?
Актуальность темы исследования
Насекомые – самый многочисленный класс животных, в нем более 1 миллиона видов. Они освоили все среды обитания – воду, сушу, воздух. Насекомые очень живучи, всеядны, быстро размножаются и растут, им доступны все способы передвижения, в том числе по водной и гладкой вертикальной поверхности, а также полет. Таким образом, у них целый ряд серьезных биологических преимуществ.
Изучение различных особенностей насекомых уже сегодня широко используется человеком, например, в бионике (бионика – это наука о применении в технических устройствах различных свойств живой природы). Так уже несколько лет инженерами – робототехниками разрабатывается насекомоподобный робот Stompy (Штомпи). Он может пригодиться как для передвижения в городе, так и для спасения людей, ставших жертвами стихийных бедствий. Размеры робота составляют около 5,5 м в ширину, его скорость – до 5 километров в час, а грузоподъемность – около 2х тонн.
В моем предыдущем исследовании об особенностях передвижения палочников я собрал несколько насекомоподобных моделей и пришел к следующему выводу: создание механической модели, в точности повторяющей особенности передвижения насекомого – процесс достаточно сложный. При этом гигантское насекомое могло бы стать надежным, легко восстанавливаемым (благодаря быстрому росту и высокой живучести) и экологичным видом транспорта.
Кроме того, по мере увеличение населения Земли вопрос обеспечения людей пищей становится все более важным. А гигантских насекомых можно было бы использовать как доступный источник белка. В некоторых странах Азии насекомых уже давно употребляют в пищу.
Таким образом, дальнейшее изучение насекомых и его результаты могут быть очень полезны для человека.
Объект и предмет исследования
Объектом моего исследования являются насекомые, в том числе некоторые древние ископаемые виды, а предметом – их размеры и некоторые особенности питания и строения.
Цель исследования
Цель моего исследования – найти ответ на вопрос: могут ли в современном мире существовать гигантские насекомые?
Задачи исследования
1. Получение дополнительной информации о моих насекомых.
2. Наблюдение за насекомыми, живущими у меня дома, изучение их строения и питания.
3. Поиск и изучение информации о том, существовали ли когда – нибудь на земле гигантские насекомые.
4. Анализ результатов наблюдений и полученной информации.
5. Обобщение результатов, выводы.
Методы:
? наблюдение и фотофиксация;
? анализ и сравнение;
? получение информации из книг и он – лайн источников.
Гипотеза: насекомые необычайно живучи и обладают целым набором биологических преимуществ перед другими видами. Тем не менее, в настоящее время их нет. Вероятно, в современном мире гигантские насекомые уже просто не могут существовать?
Краткая характеристика моих питомцев
Новогвинейский шипастый палочник(Eurycantha calcarata)
? Вездешип ужасный, или гигантский шипоногий палочник – один из самых крупных и массивных видов палочников. Самки крупнее самцов на 1-2 см.
? Его тело усыпано мелкими шипами, шипы на задних ногах длиннее и острее.
? В отличие от других видов этот палочник является бескрылым.
? Питается листьями растений.
? Длина: до 14 см.
? Вес: до 20 грамм.
Жук – голиаф(Goliathus giganteus)
? Крупный жук из семейства бронзовок, считается одним из самых тяжёлых жуков в мире и может весить до 70 граммов. Самцы крупнее и тяжелее самок.
? Несмотря на свои размеры очень хорошо летает.
? Питается перезрелыми фруктами.
? Длина: до 11 см.
? Вес: до 70 грамм.
Павлиноглазка Атлас(Attacus atlas)
? Самки этих мотыльков значительно крупнее самцов, размах их крыльев достигает 28 см.
? Узор на крыльях бабочки напоминает голову змеи – отличный пример угрожающей окраски.
? На стадии имаго (взрослая особь) атласы не пьют и не едят. Гусеница павлиноглазки питается листьями.
? Размах крыльев: до 28 см (самки крупнее самцов).
? Вес: до 20 грамм.
Палочник фобетикус магнус
(Phobaeticus magnus)
? Данный вид был открыт относительно недавно, в 2008 году, и пока еще малоизучен.
? Он относится к роду фобетикусов, к которому принадлежат рекордсмены среди палочников: мегапалочник Чаня (второе по длине насекомое в мире) и фобетикус серратипес (самое длинное насекомое в мире – достигает 65 см).
? Длина: до 50 см
Ископаемые гиганты
Изучая литературу по данной теме, я узнал, что в доисторические времена, примерно 300 млн. лет назад, до появления первых динозавров, на Земле действительно жили гигантские насекомые.
Это подтверждают ископаемые останки древних членистоногих, найденные учеными – палеонтологами.
Меганевра
? Меганервы – отдельный вид похожих на стрекоз насекомых, которые жили в каменноугольном периоде примерно 303 – 298 млн. лет назад.
? На сегодняшний день они считаются крупнейшими насекомыми из всех, когда-либо существовавших на Земле.
? Размах крыльев этих стрекоз мог достигать 75 см. Они были хищниками, как и большинство современных стрекоз.
Аномалокарис
? Аномалокарис («странная креветка» – один из самых крупных организмов кембрийского периода (жил 520-535 млн. лет назад)).
? Длина его тела могла достигать от 60 см до 2 м.
? Обитал в морях, используя для плавания гибкие боковые лопасти.
? У него были самые развитые глаза среди всех видов того периода – 16 тысяч шестиугольных линз в двух фасеточных глазах (у современной мухи около 4 тысяч линз).
Артроплевра
? Артроплевра – самое крупное наземное беспозвоночное всех времён – эта гигантская многоножка могла достигать от 30 см до 2,6 м в длину.
? Она жила в каменно – угольный период (520-535 млн. лет назад).
? У нее было плоское тело, состоящее из 30 сегментов, и 30 пар ног.
? Сначала артроплевру считали хищником. Но, несмотря на свои гигантские размеры и мощные челюсти, она оказалось травоядной.
Исчезновение гигантов
Если гигантские насекомые действительно существовали, почему они вымерли?
Уже существует ряд гипотез, объясняющих этот факт:
Гипотеза 1. Несовершенство дыхательной системы насекомых.
Гипотеза 2. Особенности внешнего строения насекомых – наличие экзоскелета.
Наблюдая и ухаживая за своими насекомыми, я также выдвинул собственную гипотезу:
Гипотеза 3. Недостаточность кормовой базы, необходимой для существования гигантов.
Гипотеза 1. Дыхательная система
Насекомые дышат не так, как люди, птицы или рыбы – у них нет легких.
Дыхательная система у большинства насекомых состоит из множества извилистых трубочек – трахей, по которым кислород поступает к органам и клеткам.
? Таким образом, чем больше размер насекомого, тем больше ему нужно кислорода, и тем больше должны быть сами трахеи. При этом места для внутренних органов будет уже недостаточно.
? Ученые считают, что гигантские размеры древних насекомых могли быть связаны с высоким уровнем кислорода в атмосфере ( раньше -более 30 %, сегодня – только 21 %). Это и позволяло им получать достаточно кислорода даже через крошечные дыхательные трубки.
? Были проведены исследования, когда насекомых выращивали в искусственных условиях с высоким содержанием кислорода. Результаты исследований подтвердили данную гипотезу – такие насекомые оказались значительно крупнее.
Гипотеза 2. Экзоскелет
Скелет насекомых находится снаружи, а не внутри тела. Из-за его жесткости насекомым по мере роста приходится линять – они сбрасывают старый экзоскелет и наращивают новый.
? Существует гипотеза, что экзоскелет насекомого не выдержит увеличения в несколько сотен раз. Чтобы соответствовать размеру тела своего хозяина, экзоскелет должен стать очень толстым (при увеличении размера соблюдается следующее правило: масса тела увеличивается в кубе, а поверхность – в квадрате).
? Однако данная гипотеза не объясняет возможности существования крупных насекомых в доисторические времена. Экспериментальных доказательств этой гипотезы также нет.
? Более обоснованным выглядит следующее объяснение: крупный жук гораздо заметнее для хищников, чем мелкий. И во время линьки без своего экзоскелета он будет не только хорошо заметен, но и гораздо более уязвим.
Гипотеза 3. Кормовая база
По итогам наблюдений за моими насекомыми я отметил следующее:
? Один небольшой новогвинейский палочник весом около 12 г может съесть один дубовый лист весом около 2 г за 2 дня. Таким образом, в день он съедает примерно 1 г растительности.
? Одна корова весом около 500 кг съедает в день около 30 кг сена.
? Таким образом, палочник, вес которого равен весу коровы, съест около 42 кг растительности в день.
? При этом с одного участка размером 100 м на 100 м (1 гектар, примерно с футбольное поле) можно собрать, в среднем, около 30 000 кг растительности за весь период с мая по сентябрь.
Если взять в качестве примера саранчу как одно из самых прожорливых насекомых, получится следующее:
? Одна саранча съедает в день количество растительности, равное собственному весу, т.е. около 2-4 г.
? Если представить саранчу размером с корову, то такая саранча съест около 500 кг растительности за день. Это почти в 20 раз больше, чем нужно одной корове.
? А поскольку численность насекомых во много раз больше численности коров, можно предположить, что гигантские насекомые очень быстро уничтожили бы всю растительность, после чего они бы вымерли от голода.
? Таким образом, на основании анализа моя гипотеза подтвердилась: одной из причин исчезновения гигантских насекомых действительно могла стать нехватка корма.
Выводы
? Я узнал, что в прошлом на земле действительно существовали насекомые гигантского размера. Но на сегодняшний день их больше не существует.
? Исчезновение гигантских насекомых наиболее убедительно объясняется особенностями их дыхательной системы.
? Наблюдая и ухаживая за своими насекомыми, я предположил, что для существования гигантских насекомых не хватило бы кормовой базы. По результатам наблюдения и проведенного анализа моя гипотеза подтвердилась.
Библиографическая ссылка
Усачев Г.Ф. ПОЧЕМУ НАСЕКОМЫЕ НЕ С НАС РОСТОМ? // Старт в науке. – 2019. – № 2-3. ;URL: https://science-start.ru/ru/article/view?id=1500 (дата обращения: 20.04.2024).