Гороховая тля знает законы аэродинамики | Научные открытия и технические новинки из Германии | DW | 06.03.2013
  1. Inhalt
  2. Navigation
  3. Weitere Inhalte
  4. Metanavigation
  5. Suche
  6. Choose from 30 Languages

Наука

Гороховая тля знает законы аэродинамики

Гороховые тли - насекомые во многих отношениях уникальные. Теперь ученые обнаружили у них еще одну необычную способность: падая, всегда приземляться на лапки.

Гороховые тли на листе

Гороховые тли на листе

Разнообразие модельных организмов, служащих объектом особо пристального изучения биологов, не может не поражать. Тут представлены и бактерии, и грибы, и растения, и животные. Из наиболее распространенных позвоночных лабораторных животных можно назвать макаку-резуса, собаку, кошку, кролика, крысу, мышь, хомяка, морскую свинку, рыбку "Полосатый данио" (Danio rerio), а из беспозвоночных - плодовую мушку дрозофилу (Drosophila melanogaster), нематоду Caenorhabditis elegans, кальмара, медицинскую пиявку и так далее. Русскоязычная "Википедия" приводит перечень из 75 модельных организмов, но и он не полон: об этом свидетельствует, скажем, отсутствие в нем гороховой тли (Acyrthosiphon pisum).

Производитель каротиноидов

Между тем, это насекомое является важным объектом исследования уже хотя бы потому, что оно - единственное в своем роде. Три года назад группа американских ученых из Аризонского университета в Тусоне выступила с сенсационным сообщением, что гороховая тля может синтезировать каротиноиды. Эти оранжево-красные пигменты, известные как антиоксиданты, играют в организме животных и человека важную роль, но не синтезируются там, а поступают извне с пищей.

Долгое время считалось, что каротиноиды производятся только некоторыми бактериями, растениями и грибами и ни одно животное такой способностью не обладает. И вдруг обнаружилось, что геном гороховой тли на каком-то этапе эволюции пополнился геном, ответственным за синтез каротиноидов. Сравнительный анализ показал, что тля получила этот ген путем горизонтального переноса от гриба, обитающего на тех же растениях.

Гороховая тля улавливает дыхание теплокровных

Это открытие заставило ученых обратить на гороховую тлю особое внимание, и очень скоро выяснилось, что не только обмен веществ этого насекомого, но и его поведение обладает совершенно уникальными свойствами. То, что тля реагирует на феромоны опасности, выделяемые особями собственного вида, было известно уже давно, и в этом ничего удивительного нет, а вот то, что обнаружили два года назад израильские исследователи, стало неожиданностью.

Профессор зоологии Моше Инбар (Moshe Inbar), заведующий кафедрой эволюционной биологии и биологии окружающей среды университета в Хайфе, доказал, что гороховые тли способны улавливать дыхание коров, коз и овец: стоит пасущимся животным приблизиться к растению, на котором обосновались тли, как насекомые тут же падают вниз, чтобы их не сжевали вместе с листьями.

Падение лапками вниз

Профессор Инбар на этом не остановился и, продолжив наблюдения, обнаружил еще один уникальный феномен: Ученый поясняет: "Тли живут на растениях колониями. В наших экспериментах при приближении млекопитающего они сыпались с листьев десятками или даже сотнями. И мы заметили, что подавляющее большинство - 96 процентов! - приземлялись на лапки, то есть вниз брюшком, а не спиной".

Чтобы выяснить, как насекомым удается этот трюк, исследователь обратился за помощью к коллегам из "Техниона" - Израильского технологического института здесь же, в Хайфе. Гал Рибак (Gal Ribak), специалист в области биомеханики и экофизиологии, рассказывает: "Поначалу мы думали, что тлям приходится выполнять в воздухе очень сложные и динамичные движения, чтобы добиться необходимой ориентации в пространстве. Однако съемка высокоскоростными видеокамерами показала, что это не так".

Аэродинамическая устойчивость

Оказалось, насекомые не делают ничего - вернее, почти ничего. Отделившись от листа растения, они мгновенно принимают определенную позу и уже не меняют ее до самого приземления. Эта поза - вытянутые и слегка согнутые дугообразно вверх усики и задние лапки - дает искомый аэродинамический эффект. "Такое положение тела и обеспечивает так называемую продольную статическую устойчивость - аэродинамическую характеристику, учитываемую при конструировании любого летательного аппарата, - говорит Гал Рибак. - Применительно к тлям это означает, что сопротивление воздуха само ориентирует их нужным образом в пространстве. Это очень элегантное решение: насекомым не нужно прилагать никаких усилий, достаточно принять правильную позу - и все остальное происходит как бы само собой".

Правда, тут возникаем вопрос: зачем эволюция придала тлям эту способность - приземляться брюшком вниз? Ведь этим мелким и легким насекомым падение на землю никакими неприятностями не грозит, даже если они приземлятся вниз спиной!

Изобретательность природы не знает границ

Дальнейшие опыты показали, однако, что это дает тлям очень важное преимущество в борьбе за выживание. Профессор Инбар поясняет: "Когда тля падает с растения на землю, это для нее все равно, как если бы ее сбросили в пустыне. Кто знает, найдет ли она новое кормовое растение? Она вполне может погибнуть от жажды или голода. Поэтому даже в ситуации крайней опасности, спасаясь от животного, пожирающего растение, тля старается это самое растение все же не покидать".

Дело в том, что козы и овцы обычно обгрызают лишь верхние листья, а нижние не трогают. У тлей, в панике эвакуирующихся с верхних листьев, есть неплохие шансы упасть на нижние листья, а зацепиться за них гораздо проще, если летишь лапками вниз. "На кончиках лапок у гороховых тлей имеется хитрое устройство - коготок и что-то вроде скобы. Благодаря им насекомое может уцепиться за поверхность листа. При этом тле достаточно коснуться листа всего двумя, а иногда и одной лапкой, чтобы удержаться и подтянуть все тело".

Похоже, на примере гороховой тли природа в очередной раз продемонстрировала свою поистине безграничную изобретательность.