Бомбардир (жук): описание и особенности

Всё, что создано природой, невероятно и рационально. Она наделила существ не только уникальной внешностью, но и возможностью постоять за себя. Настоящим супергероем из мира насекомых является жук-бомбардир. Об особенностях строения его тела, образе жизни и значении для человека поведает данная статья.

Внешность обманчива

Бомбардир — жук, относящийся к одному из подсемейств Brachininae (брахинины) или Paussinae (пауссины). Оба они принадлежат к жужелицам.

Насекомые обладают вполне обычной внешностью, ничего неординарного при встрече с ними вы не обнаружите. Размер жука варьируется от нескольких миллиметров до 1-3 см. Его тельце и лапки окрашены в ярко-рыжий цвет, иногда в тёмно-коричневый. У большинства представителей семейства жужелиц отсутствует способность к полёту, зато перемещаться на своих шести ногах они могут очень быстро. Жёсткие надкрылья чаще всего окрашены в чёрно-синие тона, но встречаются особи с красивым зеленоватым оттенком. У некоторых насекомых на спинке имеется узор из округлых пятен контрастного цвета. Усы состоят из сегментов, соединённых в ряд длиной до 0,8 см.

Ареал обитания

Представители Brachininae и Paussinae распространены практически повсеместно, кроме Антарктиды. В Приморье встречается трескучий жук-бомбардир. Где обитает насекомое? Оно предпочитает территории с повышенной влажностью – вблизи водоёмов, по берегам рек и озёр. Взрослые особи живут на траве, под камнями и корягами.

Образ жизни, питание

Данный вид насекомых проявляет активность в ночные часы. Большие группы бомбардиров выходят на промысел, добывая себе пропитание. Эти хищники предпочитают лакомиться чужими личинками и червяками, но не побрезгуют погибшими соплеменниками. Днём они надёжно прячутся в тёмных местах – под камнями, поваленными деревьями, в небольших расщелинах.

Размножение, стадии развития

По окончании брачного периода самка удаляется, чтобы отложить яйца. Ей предстоит тяжкий труд по скатыванию земли в небольшие шарики, которые послужат вместилищем будущей личинки. В каждый почвенный комок помещается одно яйцо.

Жужелицы относятся к плотоядным жукам, и уничтожить чужое потомство для них ничего не стоит. Именно так и поступают личинки. Появляясь на свет, они находят куколки других насекомых и выедают их внутреннюю часть, начиная с головы. Чаще всего жертвами становятся медведки. Пустая хитиновая оболочка станет новым домом для личинок. Там их ждёт очередная метаморфоза, в результате которой сначала образуется куколка, а затем выведется молодой бомбардир. Жук проходит полный жизненный цикл всего за 15 дней.

Бой врагам!

Поскольку жужелицы не умеют летать, природа одарила их другой защитной функцией. Если быстро убежать от врага не получается, насекомое бомбардир (жук) вступает в бой. Он испускает горячую струю едкого вещества. Мелкие, но назойливые муравьи могут погибнуть от выстрела. Более крупные хищники получают довольно ощутимые ожоги и повторно не рискнут нападать на противника.

Врагов у представителей подсемейств Brachininae и Paussinae предостаточно. Ими жаждут полакомиться земноводные – лягушки, ящерицы. Птицы тоже не прочь отведать закуску из жука. Настырные муравьи пытаются провести атаку в несколько приёмов, ведь дома их ждут с добычей. Природа подарила бомбардиру яркую окраску головы и лапок не просто так. Она является сигналом для других обитателей животного мира. Завидев предупредительные цвета (красный, оранжевый, ярко-жёлтый), многие подумают перед нападением, а стоит ли добыча того?

Прицельный выстрел

Способность ошпарить врага струёй ядовитого кипятка далеко не последний сюрприз для недругов такого насекомого, как бомбардир (жук). Особенности эволюционного развития превратили нижние сегменты брюшка в высокоточное оружие. В моменты опасности особь способна разворачивать свою «пушку» на 270 градусов. Это даёт ей возможность вести прицельный огонь в различных направлениях.

Из хвостового сегмента вырывается не один выстрел. Энтомологи провели многочисленные исследования с использованием различного оборудования. На замедленной съёмке видно, что жук делает целую канонаду залпов. Причём, чем дольше насекомое отдыхало от использования своего грозного оружия, тем продуктивнее будет его применение. За несколько минут можно увидеть до 30 «выстрелов». Потом жуку потребуется время на «перезарядку» оружия. Даже попадая к хищникам «на зубок», бомбардир не теряется. Он обстреливает рот недруга, вызывая сильнейшие химические ожоги. Такая добыча мало кому понравится.

Жесткокрылая братия

Практически все плотоядные жуки обладают способностью выделять неприятные для хищников жидкости. В отличие от других представителей жужелиц, брахинины и пауссины подогревают свой «заряд» и могут вести прицельный огонь.

Наиболее изучены Brachininae, в частности, бомбардир трескучий. Он является уникальным представителем семейства жесткокрылые. Карл Линней – великий биолог, посвятивший жизнь трудам по классификации флоры и фауны, впервые описал и изучил насекомое. Трескучий бомбардир – жук, способный испускать до 500 выстрелов в секунду. Канонада сопровождается громким звуком и выделением токсичного тумана. Он обладает скромной внешностью для таких выдающихся способностей: красновато-рыжие лапки и голова, длина тела менее 1 см, тёмные надкрылья, окрашенные в сине-зелёной гамме.

Хоть для человека жук не представляет серьёзной угрозы, лучше воздержаться от близкого рассматривания особей. Попав в глаз, струя горячего яда может полностью лишить зрения. Взяв насекомое в руки, вы рискуете получить небольшие, но весьма болезненные ожоги.

Пауссины

Paussinae менее изучены, но представляют большой интерес для энтомологов. Среди своих собратьев подсемейство выделяется строением усов, которые имеют различную форму. Они могут напоминать перо или быть плоскими. Жук-бомбардир (фото можно увидеть в статье) из трибы пауссин выглядит весьма впечатляюще.

Этих особей иначе называют мирмекофилами. Особое строение их тела позволяет помещаться в муравейниках и проживать внутри чужого дома. Пауссины могут быть, как узкими и длинными, так более приземистыми и плоскими. Особые железы жуков вырабатывают секрет, усыпляющий бдительность муравьёв, которые принимают их за сородичей. Симбиозом такое сожительство вряд ли назовёшь, ведь выгоду получает лишь одна сторона. Вредоносные насекомые питаются за чужой счёт и поглощают молодняк муравьёв.

Физика выстрела

Энтомологи проводили массу экспериментов перед тем, как понять устройство оружия насекомого бомбардир (жук). Описание процессов, протекающих внутри, удалось получить только с использованием специального оборудования. Путём препарирования учёные выяснили, что полость брюшка особи имеет две небольшие железы. Каждая из них вырабатывает и аккумулирует различные по своему химическому составу вещества – пероксид водорода и гидрохинон.

А сам процесс взаимодействия реагентов и их выброса удалось тщательно изучить сотрудникам Массачусетского технологического института. Команда Кристины Ортиз использовала синхротронную рентгеновскую съёмку, чтобы познать все секреты природной защиты бомбардиров.

Работа показала, что внутри брюшка происходит серия физических и химических изменений. Реакционная камера (в которой смешиваются компоненты) снабжена толстым слоем хитина и имеет несколько эластичных клапанов-мембран. Один из них позволяет химическим составляющим попадать в резервуар, после чего он перекрывает обратный ход реагентов. Верхняя область камеры раздувается и давит на нижнюю. Когда давление максимально повышается, мембрана последнего сегмента брюшка открывается и выпускает горячую струю наружу.

Химия процесса

Чтобы разобраться, чем стреляют в своих противников жуки-бомбардиры, придётся углубиться в химию. Один из резервуаров выделяет гидрохинон, а второй пероксид водорода. Реакционная камера имеет небольшие железы, вырабатывающие каталазу и пероксидазу. Перед выстрелом жук сжимает их, выплёскивая содержимое в реактор. В этом резервуаре протекают два химических процесса – ферменты разлагают перекись до атомарного кислорода. Он преобразует гидрохиноны в хиноны. Обе реакции проходят с выделением большого количества тепловой энергии, которая разогревает смесь до 100 градусов. Давление внутри камеры возрастает и, пройдя точку равновесия, открывает наружный клапан.

Насекомое самостоятельно регулирует прицеливание и процесс выброса ядовитой струи. Её скорость может достигать 8 м/с, а диапазон облака варьируется от 1 до 10 см.

Почему бомбардир не взрывается?

Почему же при наличии столь опасной лаборатории внутри не взрывается сам жук-бомбардир? Интересные факты были открыты учёными на основании множественных исследований. Те самые эластичные клапаны, которые регулируют процессы подачи реагентов и их выброса, являются защитным элементом. Сокращение мембран позволяет снижать давление и предотвратить взрыв внутри тельца крошечного «химика». Жук самостоятельно регулирует процесс выброса и количество залпов. Эволюция научила жесткокрылых управлять толщиной телесных покровов.

Быстрая перезарядка «пушки» позволяет делать несколько выстрелов с интервалом в доли секунды. За столь ничтожное время реакционная камера успевает охладиться и уберечь особь от возможного перегрева. Жук имеет железу, вырабатывающую ингибитор, который способен быстро погасить химическую реакцию.

Жук-помощник

Учёные из Великобритании утверждают, что раскрытие секретов механизма работы «пушки» жука может быть применено в авиации. Не исключено, что особенности выброса струи лягут в основу системы перезапуска реактивных двигателей. Авиаинженеры хотят создать аппарат, способный точно впрыскивать плазму в камеру внутреннего сгорания.

Поскольку «пушка» жука-бомбардира обладает высокой точностью попадания, ведутся разработки оружия, способного повторить успех насекомого. Защитные функции брахинин сравнивают с принципом немецких бомб V-1.

Участник теологических дискуссий

Бомбардир - жук, который стал настоящим камнем преткновения в среде креационистов. Эти люди разработали особую теорию, согласно которой всё живое на Земле произошло вследствие действий «Высшего разума». Некоторые приверженцы утверждают, что такая сложная система защиты не могла быть следствием длительной эволюции. Если различные части «лаборатории» развивались постепенно, то эта разновидность жуков не смогла бы выжить. Согласно теории, «Высший разум» создал проект и в одночасье одарил насекомых защитным механизмом божественного происхождения.

Энтомологи опровергли религиозные нападки креационистов. Большая численность разновидностей подсемейств брахинин и пауссин способствовала познанию различных механизмов образования веществ в реакционных камерах и способов стрельбы. Это позволило сделать выводы о приблизительном процессе эволюционных изменений защитной системы жуков. Учёные утверждают, что природа сделала вклад с упором на укрепление стенок реакционной камеры и повышение эластичности клапанов.