Гл. 1. Жизнь без позвоночника

Предыдущая глава:http://proza.ru/2025/08/23/881

Беспозвоночные составляют подавляющее большинство животного мира, около 97% от
  всех описанных видов животных. Сейчас известно более 1,5 млн. видов беспозвоночных. Их многообразие поразительно, и они присутствуют практически в любой экосистеме — от глубоководных океанических течений до высокогорных районов, от пустынь до тропических лесов, от ледяной Антарктиды до знойного экватора.
В эту группу входит множество организмов: губки, иглокожие, медузы, коралловые полипы, разнообразные черви, моллюски, ракообразные, паукообразные и насекомые.
Главный признак беспозвоночных — симметричное туловище, когда одна сторона тела полностью повторяет вид другой стороны. Организмы, прикрепленные к одному месту, например морские звезды, имеют лучевую симметрию, а подвижные — двустороннюю. У беспозвоночных животных нет костного скелета. Тело таких организмов, как слизни, медузы или черви, состоит из упругих полостей с жидкостью. У других беспозвоночных, таких как улитки, ракообразные и насекомые, есть прочный панцирь, защищающий тело животного.
Самое крошечное беспозвоночное – миксозоа – имеет размер всего 0,02 мм. Самое крупное - африканский гигантский водяной червь – достигает длины 18 метров.
Большинство этих животных обладает уникальной способностью к регенерации и живучестью. К примеру, пресноводная гидра может полностью построить своё тело из одной двухсотой его части. Морские слизни, осьминоги, ракообразные, насекомые могут восстанавливать утраченные части тела и поврежденные внутренние органы.
Такие беспозвоночные, как медузы Turritopsis dohrnii, Laodicea undulata и Turritopsis nutricula, практически бессмертны. Достигнув зрелости, они могут вернуться к юной стадии, избегая старения, хотя их жизнь все равно ограничена хищниками и изменениями окружающей среды. Это делает их интересными объектами для изучения клеточного метаболизма и механизмов старения многоклеточных организмов.

Беспозвоночные животные имеют нервную систему и довольно разнообразные органы чувств.
Среди обитателей морей самые совершенные глаза у осьминогов, кальмаров и каракатиц. У них веки не смыкаются, а задергиваются особой прозрачной шторкой. Головоногие моллюски считаются одними из самых умных беспозвоночных. Давно установлено, что осьминоги поддаются дрессировке. У них хорошая кратковременная и долговременная память, они различают геометрические фигуры, узнают людей, привыкают к тем, кто их кормит, и прекрасно обучаются. Осьминоги умеют адаптироваться и менять поведение в зависимости от ситуации, заботиться о потомстве, а также охотиться вместе. Недавние исследования показали, что они даже видят сны.
Зрительные системы ракообразных и насекомых позволяют им воспринимать свет в различных спектрах, включая ультрафиолет. Они используют визуальные сигналы и звуки для общения. Например, крабы могут изменять цвет и форму тела, а также издавать щелкающие звуки для обозначения своей территории или привлечения партнеров.
Тельца насекомых буквально напичканы сложными летательными, звуковыми и обонятельными органами, необходимыми для покорения воздушного пространства, ориентации и сбора информации.
Например, сила зрения пчелы превосходит орлиную. На расстоянии 1 см взрослая пчела различает предмет размером в 8 мкм. Специфические 5 глаз обеспечивают широкое поле зрения и замечают малейшие движения, что позволяет пчёлам для навигации использовать метод зрительного потока. Пчёлы могут решать сложные цветовые загадки, различать до 300 световых вспышек в секунду, использовать солнце в качестве компаса и распознавать человеческие лица. Острота зрения пчелы в полтораста с лишним раз выше, чем у человека. И в отличие от человека пчёлы могут видеть ультрафиолетовые лучи.
Клещи хотя и не видят, но с расстояния 10 метров могут чувствовать изменения в уровне углекислого газа, тепло и запахи людей и животных, используя специальный орган на ногах. Мухи имеют особую чувствительность к запахам и вкусовые рецепторы на лапках. Некоторые виды мух ощущают мельчайшие изменения в погоде и способны делать метеопрогнозы.
Есть у этих животных и потрясающее чувство дома. Например, насекомые много раз в день оставляют своё пристанище, улетая за добычей, кормом для личинок, но всегда, несмотря ни на что, возвращаются точно к своему дому. При этом никогда не спутают свой дом с чужим, находящимся по соседству.
Французский энтомолог Ж.-А. Фабр исследовал, как песчаная оса-бембекс безошибочно находит своё гнездо. Для норок она выбирает пологие песчаные склоны, а улетая за добычей имеет обыкновение засыпать вход. Прилетев, безо всяких поисков находит его. Учёный пытался сбить осу с толку: прикрывал вход плоским камнем, засыпал участок обширным слоем земли, обрабатывал грунт эфиром. Во всех случаях оса садилась точно на то место, под которым находился вход, и разгребала почву или рыла под камень. Задержки наблюдались только при использовании эфира. Оса ждала в сторонке, пока он не выветрится.
Среди беспозвоночных есть и потрясающие путешественники с «компасом в голове». Бабочка монарх совершает ежегодные миграционные перелёты из Новой Шотландии в Канаде на зимовку в горы, расположенные на западе от Мехико, преодолевая расстояние в 5 000 километров. Перелёт стаи занимает от восьми до десяти недель. Даже если бабочек переместить на сотни километров в сторону от их маршрута, они всё равно найдут место назначения. А есть бабочки, которые подобные перелёты совершают в одиночку.

Многие беспозвоночные (коралловые полипы, муравьи, термиты) живут колониями, где каждый организм выполняет свою роль: одни добывают пищу, другие защищают колонию, третьи размножаются. При этом загадкой остается, кто и как распределяет роли в колонии.
Кораллы образуют рифы, атоллы и отмели, некоторые из которых тянутся на тысячи километров.
Каждый муравейник — это «город-государство» с населением около 1,5 миллиона особей, где есть королевский дворец, детские ясли, склады и даже кладбище. Муравьи строят сложные дороги для перемещения ресурсов. Они очищают путь от препятствий, обеспечивая качество наземной и подземной транспортировки грузов. Муравьи демонстрируют удивительные примеры сотрудничества и организованности. Они способны не только решать сложные задачи (например, охотиться на крупных насекомых, изготавливать и расставлять на них ловушки), но и поддерживать в рабочем состоянии целую сельскохозяйственную ферму. Британский ученый Джон Леббок писал, что по разумности муравьи могли бы занимать место сразу после человека.
Термиты — выдающиеся мастера градостроительства, создающие конструкции, которые служат основной цели – защите колонии. Их термитники, достигающие 10 м в высоту и 15 м в диаметре, представляют собой целые города со множеством тоннелей, залов, вентиляционных шахт и плантаций для выращивания грибов.
Пчелиные семьи – это высокоорганизованные сообщества. А соты, построенные пчёлами, представляют собой инженерное чудо. Их идеальная геометрическая форма с шестигранными ячейками обладают максимальной вместительностью для мёда при минимальном использовании воска. В начале XVIII века математики путём дифференциального расчёта вычислили, что для построения ячейки, имеющей в основании шестиугольник, с наименьшим количеством материала необходимо, чтобы большой угол был 109°26’, а малый 70°34’. Когда измерили углы в пчелиных сотах, оказалось, что они составляют 109°28’ и 70°32’. Разница небольшая, но для научной корректности стали искать причину расхождений. И выяснилось, что ошибка математиков объясняется неточностью логарифмических таблиц того времени. Так пчёлы в XVIII веке «подправили» логарифмические таблицы, провели поверку инструмента и нашли ошибку.
Не удивительно, что современная бионика использует технические идеи, подсказанные беспозвоночными. По принципу работы крыльев насекомых люди создали ветряные мельницы. Идею шарниров позаимствовали у морских ракушек с двумя открывающимися створками, а идею присосок – у осьминогов. На создание акваланга Жака Ива Кусто подтолкнули наблюдения за жучком, тянущим за собой в воду пузырёк воздуха. Морской предсказатель погоды сделан на основе «инфрауха» медуз. Буровые машины – это увеличенная механическая копия дождевых червей.
Группу беспозвоночных животных часто называют архитекторами экосистем. Одной из главных функций беспозвоночных в экосистеме является разложение органических материалов, что обеспечивает возврат питательных веществ в почву и поддержание её плодородия. Отсутствие их привело бы к экосистемным сбоям: ухудшилось бы качество почвы, исчезли бы многие растения, увеличились бы популяции вредителей и ухудшилось качество жизни на планете. Ещё Карл Линней указывал, что потомство всего лишь трёх мух в условиях тропиков расправляется с трупом лошади быстрее, чем царь зверей.
Беспозвоночные играют важную роль в пищевых цепях. Многие из них, особенно насекомые, служат пищей для множества видов позвоночных, включая птиц, рептилий, земноводных и рыб. Насекомые, пауки и даже некоторые улитки участвуют в опылении растений, без которого невозможно образование семян и плодов.
Твёрдые останки живших в прежние геологические эпохи беспозвоночных входят в состав различных осадочных пород. Известняки, например, почти целиком состоят из скелетов вымерших беспозвоночных - фораминифер, кораллов, мшанок, моллюсков. В геологии особое значение имеет исследование остатков ископаемых беспозвоночных для определения возраста осадочных пород.
Кроме того, беспозвоночные служат индикаторами состояния окружающей среды. Присутствие или отсутствие определенных видов может свидетельствовать о качестве воды, загрязнении почвы или других экологических проблемах.
Многие беспозвоночные или вырабатываемые ими продукты служат пищей человеку (мёд пчёл, ракообразные, моллюски), кормом для различных промысловых зверей, птиц и рыб. Некоторые виды клещей даже используются в производстве сыров во Франции и Германии, придавая им особенный вкус и запах.
Продукты жизнедеятельности некоторых беспозвоночных имеют хозяйственно-техническое значение: воск пчёл, шёлковые нити шелкопрядов, шеллак кокцид, сепия каракатиц, жемчуг и перламутр моллюсков, скелет коралловых полипов.
Многие виды насекомых используются в сельском хозяйстве как биологические агенты для борьбы с вредителями. Примером могут служить божьи коровки, которые естественным образом уничтожают тлю, или определенные виды паразитических ос, которые атакуют личинок вредных насекомых.
В медицине некоторые виды беспозвоночных используются для производства препаратов или в исследовательских целях. Например, пиявки применяются в медицинской практике для улучшения кровообращения. Яд некоторых пауков используется для разработки новых обезболивающих и медицинских препаратов для лечения сердечно-сосудистых заболеваний. Исследование паутинного белка помогает ученым разрабатывать новые материалы для наложения швов и укрепления имплантов. Токсин, содержащийся в яде скорпионов, изучается для создания новых методов лечения рака. В одной из губок Карибского моря обнаружено вещество, представляющее собой сильный антисептик. Другое вещество из этой же губки оказалось эффективным препаратом при лечении вирусного энцефалита. В кораллах учеными обнаружены биостимуляторы и гормоны, которые облегчают заживление ран и язв, лечат желудочно-кишечный тракт и мочевыделительную систему. В Японии белые кораллы применяются в хирургии в качестве восстановителей кости при переломах и при зубном протезировании.
В культурном контексте многие беспозвоночные являются символами или элементами национальных традиций. На Гавайях медузы ассоциируются с духовной защитой и мудростью. Бабочки часто символизируют красоту и преображение, а пауки во многих культурах рассматриваются как символы упорства и творчества. Пчелы в греческой культуре считались посланниками богов и носителями душ. А муравьи в легендах африканских народов учат важности сотрудничества и поддержки друг друга для достижения общей цели, а также являются образцами упорства, организованности и стойкости.
Многие народы приписывают жукам магические или символические значения. Например, в Древнем Египте жук-скарабей считался священным животным, символизирующим возрождение и обновление, поскольку скарабеи откладывают свои яйца в навоз, который затем превращается в жизнь. В некоторых культурах верили, что определённые виды жуков приносят удачу или защиту от злых сил. Однако не стоит забывать, что отдельные беспозвоночные являются переносчиками опасных заболеваний, таких как малярия или денге.
В целом, беспозвоночные несмотря на свою неприметность на фоне крупных животных имеют огромное значение для поддержания равновесия и функционирования экосистем. Их изучение позволяет глубже понять сложные взаимосвязи в природе и важность сохранения биологического разнообразия. Возможно, кто-то из читателей книги внесёт свой вклад в исследование этих животных и сделает новые открытия, ценные для человечества…