Насекомые в жизни человека
Жданова Т. Д.
Необычайно богатый разнообразием жизненных форм и
занимающий практически все уголки планеты мир насекомых характерен тем, что
постоянно сталкивается с различными сферами интересов человека.
В чем их вина?
Как известно, все естественные процессы в природе
идеально сбалансированы. Но иногда человек нарушает это равновесие, например,
тем, что начинает активно культивировать необходимые для него растения. В
результате они подвергаются нападению таких насекомых, как яблоневый цветоед,
тля, озимая совка, клоп-черепашка, жук-короед, усач, златка и других. Или,
например, как было показано выше, при искусственном поддержании на определенной
территории высокой концентрации посевов картофеля происходит чрезмерное
распространение колорадского жука. Но ведь все эти насекомые, как и многие
другие, так называемые «вредители», призваны удерживать экологический баланс. И
они верно служат, не допуская чрезмерного захвата каким-либо растением
жизненного пространства. Что было бы с нашей планетой, если бы все живое
размножалось без ограничений? Достаточно вспомнить различные ситуации,
сложившиеся в Австралии. Каких бы представителей живого мира туда люди ни
завезли (кроликов, воробьев европейских карпов, жабу – агу, экзотические
растения) – так сразу происходит национальное бедствие. Нарушается
экологическое равновесие, уменьшается количество плодородных земель, а
некоторые растения и животные исчезают с этой земли навсегда. Иногда с большим
трудом ситуацию удается взять под контроль. Например, завезенные человеком
кактусы распространились в такой степени, что вынудили оставлять пригодные к
земледелию участки. Приостановили «нашествие» суккулентов и сбалансировали
экологическое равновесие специально привезенные «кактусоядные» насекомые.
Немало хлопот доставляют жителям жарких регионов
термиты. Им достаточно нескольких месяцев, чтобы крепкий дом превратился в
труху. Для предупреждения этого даже разработаны правила специального противотермитного
строительства. Но ведь здесь нет никакой вины «вредных» термитов. Они имеют
свое конкретное предназначение, а поэтому замечательно и неутомимо трудятся,
перерабатывая «мертвую» древесину, чтобы очистить от нее природу и увеличить
плодородие почв. С такой же методичностью термиты готовы уничтожить и все
деревянные творения человеческих рук. Ведь те изготовлены из неживой, а значит,
по «понятию» термитов, не нужной природе древесины.
Не доставляет человеку радости и общение, например, с
такими насекомыми, как тараканы, зачастую его бытовыми сопровождающими. Чаще
всего они обосновываются в доме при отсутствии в нем чистоты. Но если человек
не следит за порядком, то для его же блага, так же как и для блага планеты,
существуют животные, которые предназначены быть санитарами и очищать землю и
жилища от нечистот и отбросов.
Человек ведет неутомимую борьбу с неугодными для него
живыми существами не на жизнь, а на смерть. Но насекомые живут, размножаются, и
их популяции успешно процветают. Об этом «заботится» заложенная в организме
каждого живого существа наследственная программа защиты особи от гибели и вида
в целом от исчезновения.
Нужны ли человеку насекомые?
Лишь малая часть насекомых (около 1%) наносит
невольный ущерб деятельности человека. В большинстве же своем насекомые играют
важнейшую роль в поддержании экологического равновесия на Земле, а значит, и в
жизни человека. Конкретная помощь насекомых людям в том, что они улучшают
плодородие почвы и опыляют цветки культурных растений, повышая их урожайность,
производят мед, воск и лекарственные вещества, красители сочных цветов, лак,
шелк и многое другое. Насекомые некоторых видов «отвечают» за предотвращение
неконтролируемого размножения вредителей сельского хозяйства. Кроме того,
насекомые служат объектом для научных исследований, а также индикатором
загрязнения окружающей среды. А еще насекомые нередко являются источником
высокого эстетического наслаждения и как многие другие представители живого
мира, не служа нам ни для пищи, ни для одежды, ни для других полезных целей,
доставляют огромную радость. Они несут в себе красоту, просто красоту ради
красоты. Прекрасны не только цветы, птицы, звери, но и бабочки, жуки, стрекозы
и другие насекомые, которые радуют глаз своими причудливыми формами, рисунком и
гаммой цветов, а также пением, грациозными движениями.
Значение насекомых для жизни человека хорошо освещено
в учебной и научно-познавательной литературе. Поэтому мы остановимся лишь
некоторых вопросах, дополняющих сведения о сотрудничестве человека с этими удивительнейшими
представителями мира живого.
Человек изучает насекомых
Насекомые различных видов постоянно используются в
научных исследованиях. Благодаря многообразию этих живых существ ученые всегда
найдут насекомое, которое будет отвечать необходимым требованиям для
экспериментов, в развитии какой бы области знаний они ни трудились. Или это
изучение социального поведения животных, их способности к научению и
элементарной рассудочной деятельности (муравьи, термиты, пчелы, тараканы и
др.), или разработка новых инженерных устройств – бионика (стрекозы, бабочки,
жуки, шмели) или генетические исследования (мушка дрозофила). Интересно, что по
мере того как наши знания о живом растут и простираются вглубь, мы все больше
убеждаемся, что мир животных не подчиняется традиционной схеме «от простого – к
сложному». Особенно если это касается психической деятельности таких
миниатюрных беспозвоночных животных, как насекомые. Кроме того, изучая
многообразие возможностей и способностей насекомых, мы сами учимся создавать прекрасные
и полезные для себя вещи.
Интерес биоников
Слово «бионика» переводится с греческого как «элемент
жизни». Ученые и инженеры с помощью бионики пытаются найти ответы на многие
загадки, которые постоянно и неутомимо преподносит мир живого и отыскать в них
модели будущих устройств и приборов. Бионика является одним из научных
направлений в кибернетике, изучающей общие закономерности процессов управления
и передачи информации в машинах, живых организмах и обществе. Она занимается
изучением структуры, систем управления и процессов жизнедеятельности организмов
живых существ, чтобы использовать выявленные закономерности в практических
целях. Эти знания применяются при решении инженерных задач и в разработке
технических систем, сходных по своим характеристикам с живыми организмами и их
частями. Бионика как область науки смежна с биологией, физикой, химией,
причастна к электронике, навигации, связи и многими другими отраслями науки и
техники тонких технологий.
Большинство человеческих изобретений сделаны по аналогии
с природными. Это различные устройства и автоматизированные линии, системы
управления производством и контроля качества продукции, сенсорные приборы и
поисковые системы, искусственные языки и способы их расшифровки. Но чем дальше
бионика продвигается в своих знаниях о строении и системах управления живого
организма, тем больше ученые убеждаются в огромном превосходстве биологических
систем над разработками человека на всех уровнях, в том числе молекулярном. При
этом все больше внимания уделяется насекомым. А они, удивляя и восхищая
биоников совершенством своих устройств и уникальных систем, не спешат
раскрывать им свои тайны.
Тайны полета
Особенно поражает гениальность «изобретений»,
заложенных в организме животных, когда человек старается приблизиться к ним в
своих технических решениях. Все больше и больше вопросов приносит изучение
стрекоз. Это насекомое с легкостью поднимает в воздух груз, в пятнадцать раз
превышающий ее собственный вес. Как удалось выяснить, это происходит благодаря
особому устройству крыльев. Они создают над своей верхней плоскостью особые
завихрения, в которых и кроется секрет невиданной подъемной силы стрекоз.
Ученые и инженеры до сих пор не сумели использовать этот секрет в авиастроении.
Секреты майского жука и шмеля. Многое из сказанного
относится и к жукам. Например, ученые считают, что по всем законам аэродинамики
майский жук летать не должен. Значит, он обеспечен особым, не известным науке
способом создания высокой подъемной силы. Непонятно и то, как держится в
воздухе со своими маленькими крылышками увалень-шмель. Проводились самые разные
исследования полета этого насекомого, в том числе в аэродинамической трубе, где
измеряли баланс энергии и затраты кислорода. Остается только сожалеть, что не
удалось надеть на шмеля кислородную маску. Ведь он обеспечен двадцатью четырьмя
дыхальцами. При изучении строения и энергетических возможностей шмеля
обнаружилось много удивительных фактов, но не меньше и вопросов – тайна его
полета остается неразгаданной.
Полет насекомых отличается и превосходной
маневренностью. Так, стрекозы некоторых видов в совершенстве владеют фигурами
высшего пилотажа. Они с легкостью выполняют «мертвую петлю и «бочку». А мухи,
стрекозы, бабочки, осы, пчелы ряда видов легко меняют направление полета и
способны двигаться в любую сторону, в том числе назад. Бабочки бражники,
питающиеся нектаром, ловким маневром огибают препятствия и могут подолгу
зависать над цветами, как делают это колибри.
Сложность и целесообразность
Итак, столь миниатюрные существа, какими являются стрекозы,
бабочки, жуки, шмели и другие насекомые, наделены удивительными устройствами и
летными способностями, использующие законы аэродинамики, механики, автоматики.
Современная наука, со своим широким арсеналом знаний и исследовательской
техники так и не может определить истоки «мудрости» организма насекомых и
разгадать многочисленные секреты этих существ. Большинство людей думает, что
пройдет еще немного времени, пока будут созданы более совершенные приборы,
расширятся научные горизонты, и основные тайны живых созданий будут раскрыты. А
может быть, стоит согласиться с теми учеными, которые уже давно осознали одну
из главных истин жизни: чем глубже погружаешься во внутренний мир живого, тем
больше проявляется его непостижимая сложность и целесообразность?
«Инженерное чудо» у насекомых
Недоступное пока пониманию и воспроизведению
устройство демонстрирует целая группа перепончатокрылых насекомых – наездников.
Они наделены «инструментом», подобным нашему сверлу, но гораздо более
совершенным и микроминиатюрным. Во-первых, это «инженерное чудо» насекомых
тоньше человеческого волоса, и в тоже время легко просверливает в коре и даже в
довольно прочной древесине отверстия глубиной 5–6 см. Во-вторых, такое
совершенное «сверло» никогда не тупится. А в-третьих, оно еще и снабжено очень
удобными для работы насекомого приспособлениями автоматического удаления
образуемых опилок. Знания о строении подобных органов и принципах их действия
представляют большой интерес, так как могут стать полезными при создании
деталей и устройств миниатюрных приборов.
Удивляют и восхищают сложность, целесообразность и
полное соответствие друг другу устройств организма насекомых и поведенческих
приемов. Достаточно проследить за изящной осой-аммофилой. Из века в век она
роет норки для гнезд с помощью мощного устройства подобного отбойному молотку.
Небольшой воздушный мешочек для пневматики расположен в ее груди между мышцами,
управляющими работой крыльев. Приступая к работе, оса активно машет крыльями.
Их колебания, попеременно сжимая мешочек, быстро посылают порции воздуха по
каналам-«шлангам» к основанию челюстей, которые начинают вибрировать. Стоит осе
прикоснуться ними к камешку, плотно спаянному глиной, как он отлетает в
сторону.
Интерес биоников издавна привлекают средства
коммуникации водных насекомых – удивительный механизм действия их звукового и
слухового «аппаратов». Изучение строения и функционирования этих живых
«приборов» позволило разработать оригинальный способ связи между судами в
водной среде. Связь стала осуществляться без выхода сигналов в атмосферу во
избежание перехвата и расшифровки информации.
По подобию живых анализаторов
Бионики предпринимают попытки создать электронный
искусственный нос, работающий по принципу совершенных анализаторов запахов
насекомых. И хотя ученые добились некоторых успехов, они все же признают, что
эти рукотворные приборы невозможно сравнить с живыми анализаторами. Для
химической локации насекомые используют перистые антенны-усики, усаженные
хеморецепторами – своеобразными миниатюрными биодатчиками. Их чувствительность
просто поразительна. Так, например, самки бабочек тутового шелкопряда выделяют
вещество, которое назвали «бомбикол» (от латинского названия шелкопряда). Даже
незначительная его концентрация приводят самцов в сильное возбуждение – они начинают
трепетать крыльями и совершать вращательные движения телом. Какие же
минимальные концентрации бомбикола может ощутить самец? Цифра эта поразительно
мала. Самцу шелкопряда подносили стеклянную палочку с каплей раствора
бомбикола, в котором содержалась миллионная доля пиктограмма (один пиктограмм
равен одной миллионной доле грамма) этого вещества. И этого было достаточно,
чтобы самец начинал сильно трепетать крыльями. Кроме того, биохимики, изучив
состав бомбикола, получили четыре стереоизомера соединения и открыли еще одно
удивительное качество самцов непарного шелкопряда. Те не только улавливают
своим анализатором минимальное количество бомбикола, но и различают
стереоизомеры пахучих веществ, то есть конфигурацию молекул. На вопрос, каким
образом они это делают, исчерпывающего ответа пока нет.
Список литературы
Для подготовки данной работы были использованы
материалы с сайта http://www.portal-slovo.ru/