Похождения видов. Вампироноги, паукохвосты и другие переходные формы в эволюции животных

У всех насекомых, впервые освоивших полет, крылья не складывались, как у современных больших стрекоз. С такими крыльями трудно было спрятаться, но можно было улететь, помимо своего желания, с порывом ветра. Кроме того, у палеодиктиоптер и протострекоз (Protodonata; от греч. προτι – перед и οδοντοζ – зубчатый) крылья даже не скручивались вдоль продольной оси (не было шарнирного элемента – сильно утолщенной короткой жилки посреди крыла), что ограничивало маневренность летающих гигантов (рис. 26.34). На первых порах насекомые использовали все четыре плоскости. Сейчас по-палеозойски летают сетчатокрылые (златоглазки, муравьиные львы, аскалафы, мантиспиды) и скорпионницы. Например, у муравьиного льва тело висит в воздухе почти вертикально, а крылья двигаются перпендикулярно оси тела с низкой частотой биений. Передние крылья машут как бы независимо от задних, и образующиеся две пары завихрений вынуждают насекомое постоянно проваливаться в воздушные ямы, описывая синусоиду. Чтобы избавиться от паразитных вихрей, нужно было отказаться от «лишней» пары крыльев или превратить их в единую несущую плоскость с передними.

Этим путем и пошла дальнейшая эволюция насекомых. Но заняла дорога «технического и творческого прогресса» миллионы лет. При переносе основной моторной функции на задние крылья маховый цикл начинается с их расхождения в верхней точке. Возникающий вихрь приводит к образованию под ними области пониженного давления, которая препятствует зарождению вихря за передними крыльями. Неудивительно, что среди насекомых появилось множество «заднемоторных»: тараканы, прямокрылые, палочники и очень редкие и бескрылые ныне тараканосверчки. Кроме палочников, все они существуют более 300 млн лет. Передние крылья этих насекомых превратились не просто в несущую плоскость, но и в плотную защитную оболочку: в сложенном виде они закрывают нежное брюшко и задние летательные придатки. Такие существа питаются растительной пищей – низкокалорийной и ядовитой, поэтому у них довольно объемистый кишечник, перенос которого по воздуху требует изрядных затрат энергии. Как следствие, среди них нет искусных летунов, хотя саранча и перемещается на значительные расстояния. Жуки, у которых передние крылья преобразованы в плотные щитки-элитры, тоже относятся к заднемоторным насекомым. Они вознеслись в небо в начале пермского периода (почти 300 млн лет назад).

Весьма необычные способности выработались у настоящих стрекоз. У них хорошо развита прямая летательная мускулатура, благодаря чему каждое из четырех крыльев может двигаться независимо от остальных. Палеозойские протострекозы, к которым, например, относятся Meganeuropsis и его сородичи, когда-то расправлявшие крылья на 0,7 м, так летать еще не умели. Ныне стрекозы, эти прожорливые хищники, легко маневрируют и, не меняя положения тела, перемещаются и вбок, и задом наперед. Да и разворачиваются они на месте в три-четыре раза быстрее, чем, например, жуки. Правда, пируэты требуют постоянных энергетических затрат, вот и мечутся теперь коромысла над гладью озер, расставив свой ловчий сачок из лапок для поимки зазевавшихся бабочек, мух, даже других стрекоз.

Наилучшие летуны появились среди самых молодых групп. Точнее говоря, совершенствование формы полета породило эти новые группы – перепончатокрылых (осы, пчелы), бабочек и двукрылых (мухи, комары, москиты). Появились они в мезозойскую эру, а наиболее продвинутые формы – в кайнозойскую. Все эти насекомые по своей биомеханике двукрылы и летают, обычно расположив тело под острым углом к поверхности земли. У них либо существенно сократились размеры задних крыльев (у настоящих двукрылых превратившись в жужжальца – орган ориентации в пространстве), либо обе пары в полете сливаются в единую несущую плоскость. Еще одним важным новшеством некоторых насекомых стала рассинхронизация нервных импульсов и сокращения маховых мускулов. Казалось бы, что в этом хорошего? Дело в том, что при синхронной работе системы «нервный импульс – взмах крыла», несмотря на огромную скорость прохождения нервного сигнала, разогнаться невозможно: не более сотни маховых циклов в секунду. Асинхронная мышечная система срабатывает, словно к ней приложили мощный кардиостимулятор: один сигнал – и крылья трепещут (до 500, даже до 1000 циклов в секунду), пока не последует команда отмены. Это одна из самых метаболически активных систем из всех, что существуют в природе.

Есть бабочки, которые ведут преимущественно дневной образ жизни. Благодаря большой площади крыльев и теплоемкости чешуек (они быстро разогреваются под солнечными лучами до 37–45 ℃), эти существа парят, используя теплые восходящие потоки, и могут перелетать на огромные расстояния во время сезонных миграций. Другие бабочки предпочитают сумеречное время и прогреваются сами за счет высокой частоты взмахов. Бражники способны даже зависать над цветком, высасывая нектар без посадки.