В мире насекомых

Есть среди насекомых с хорошо выраженным метаморфозом, или превращением, и такие, у которых отсутствует куколочная стадия, то есть стадия перестройки молодого насекомого во взрослое. Из современных насекомых к ним относятся поденки и стрекозы, а в древние эпохи таковыми были представители многих вымерших отрядов.

У других же насекомых с резким метаморфозом в индивидуальном развитии куколочная стадия обычно очень хорошо выражена и относительно продолжительна. В это время организм насекомого становится, как правило, почти совершенно неподвижен, например у бабочек. Их куколка непохожа на гусеницу, а уже имеет форму тела взрослой бабочки, только без крыльев. У других насекомых, в частности у развивающихся в воде комаров, куколка способна быстро двигаться.

Во время куколочного покоя и перед этим в организме насекомого происходят очень большие перемены: все органы личинки, ее пищеварительная, мышечная, железистая и отчасти выделительная системы полностью распадаются. Образующиеся при этом разнообразные органические вещества служат своеобразной пищей для роста и развития небольших групп эмбриональных клеток, так называемых имагинальных дисков. Из них вскоре и образуются сложные системы органов взрослого насекомого. Не исчезает во время куколочной стадии только нервная и кровеносная системы личинки, но и они претерпевают некоторые изменения в ходе формирования взрослого насекомого.

С чем же связаны удивительные перемены в индивидуальной жизни большинства насекомых, каковы причины возникновения в эволюции таких превращений?

Как показывает история развития класса насекомых, выявленная на основе исследования многочисленных ископаемых остатков древних насекомых, все типы превращения были свойственны этим организмам уже на заре их существования. Однако в конце палеозойской эры относительно гораздо больше было видов насекомых со слабовыраженным метаморфозом. Тогда были особенно разнообразны, да и численно обильны тараканы, цикады и некоторые другие группы, в частности прямокрылообразные. Все они имеют неполный метаморфоз. Примитивность строения этих насекомых в какой-то мере указывает на то, что предки насекомых развивались без хорошо выраженного метаморфоза.

Но перед концом палеозойской эры немало было насекомых с довольно ясно выраженным метаморфозом в индивидуальном развитии. Таковы поденки, стрекозы и близкие к ним группы насекомых, молодые особи которых — нимфы — жили в воде. Следует предполагать, что именно из-за развития нимф в воде, то есть в совершенно особой среде, у этих насекомых появилось резкое отличие водных молодых стадий развития от взрослых крылатых насекомых. При этом переход молодых стадий к обитанию в воде, появление у них целого ряда соответствующих приспособлений для дыхания, плавания и схватывания добычи было связано с тем обстоятельством, что в палеозое жизнь на континентах процветала главным образом в водоемах. В реках, озерах и лагунах молодые растущие и развивающиеся насекомые в избытке имели разнообразную пищу, чего нельзя было сказать о прошлой наземной среде, которую организмы — растения и различные животные — начали только-только осваивать, придерживаясь в основном узкой береговой полосы.

Из-за обилия пищи в воде молодые особи насекомых превращались в чисто питающуюся стадию, а взрослые, обладавшие крыльями, становились расселительной стадией, приняв на себя функцию поиска подходящих водоемов для откладки яиц. При этом летающие взрослые насекомые мало питались, а некоторые из них вообще не могли принимать пищу, поскольку их ротовые органы были неразвиты. Оно и понятно, так как на суше, особенно на лишенных растительности водоразделах, пища практически отсутствовала. Взрослые насекомые в таком случае жили исключительно за счет тех питательных веществ, которые накапливались в их организме еще на стадии питающейся в воде нимфы. При этом продолжительность жизни крылатой стадии, естественно, сильно сокращалась.

Еще большее различие между молодыми и взрослыми особями было у палеозойских насекомых с полным превращением, сопровождающимся образованием куколки. Их личинки обитали или в воде или, что было гораздо чаще, в сырых местах по берегам водоемов — в толстом слое растительного мусора. Взрослые особи этих насекомых вынуждены были регулярно перелетать из одних влажных местообитаний в соседние, обеспечивая расселение вида и страхуя его таким образом от полного вымирания при значительных изменениях среды — засухах, пересыхании рек, озер и приморских лагун.

Этот процесс возникновения насекомых с полным превращением хотя и был вызван теми же причинами, что и насекомых типа поденок и стрекоз, но проходил у тех и других, вероятно, независимо. Ни стрекозы, ни родственные им насекомые, по-видимому, никогда не были промежуточными предковыми формами для насекомых с полным превращением.