Конструкції членистоногих

павуки

Особливий інтерес представляють різноманітні павутинні споруди павуків. Серед павуків зустрічаються бродячі, вільно переміщаються в просторі, і тенетники, які проводять все своє життя в павутині. Більшість мешкають в теплих краях павуків сімейства тарантулів викопують в грунті глибокі норки потужним ротовим апаратом, забезпеченим хітиновими зубцями. Стінки своєї норки павук "штукатурення" слиною і грудочками землі, потім обробляє шовкової оббивкою, а зверху приладжує опускається на шовкових шарнірах кришку, підігнані, як пробка - це двері.

Павутини павуків-тенетнікі можуть мати різний будова. Це і кільцеві мережі, мають абсолютно правильну будову, і павутини павуків-хрестовика, і щільні, великі, з воронкоподібним входом безпосередньо в гніздо павука, мережі безлічі південних видів цих тварин. Форма павутини спадково обумовлена і цілком видоспецифічність. Її будівництво здійснюється павуком по цілком певною схемою і вражає своєю швидкістю.

Сам процес ткання павутини дуже цікавий. Робота павука хрестовика починається з того, що він прикріплює нитку до найвищій точці обраного ним місця, де повинна розтягнутися мережу, наприклад, між двома деревами. Закріпивши цю нитку, павук спускається вниз, і починає розгойдуватися, поки не вчепиться за стовбур дерева, що знаходиться збоку. Таким чином, виходить перехресна перекладина павутини. Слідом за першою ниткою-поперечиною тим же способом зміцнюються і інші. Найбільшу трудність для павука представляє хороше натягнення верхньої поперечної нитки, так як при цьому йому необхідно перебратися з одного дерева на інше. Якщо нитка натягнута недостатньо туго, то він зміцнює її ще кількома поперечними нитками. Після того як крайні основні нитки натягнуті і готова рамка павутини, хрестовик починає по ній рухатися і протягувати поперечні нитки і, прийнявши перетин діагоналей за центр, натягує один за іншим радіальні промені, причому бігає він від центру до окружності, користуючись для проведення наступного щойно натягнутим променем. Після завершення натягу радіальних променів павук з'єднує всі радіуси концентричними колами, поки не вийде цілком закінчена мережу.

Вельми цікаво підводну оселю водяного павука-сріблянки. Завдяки своїй здатності плести павутину водяний павук створює під водою подобу водолазного дзвони з запасом повітря, що дозволяє йому не так часто підніматися па поверхню води. Запас повітря в дзвоні павук підтримує, натягуючи з поверхні бульбашки повітря, що затримуються ворсинками, які покривають його черевце. У різних життєвих ситуаціях павуком-сріблянкою використовуються різні типи повітряних конструкцій. Крім житлових дзвонів відомі кормові і зимівельних, дзвони, зроблені спеціально для линьки, для відкладання яєць або сперми, і всі вони відрізняються величиною, формою і способом споруди.

Самки деяких наземних павуків будують спеціальний кокон для захисту відкладених яєць і пташенят паучат. Найчастіше кокон буває захований десь в затишному місці, серед густої трави, і охороняється самкою. Незадовго до того, як малюки покинуть кокон, самка сплітає під похилими травинками захисну мережу у вигляді відкритого знизу купола. Тут паучата проводять перший час після вилуплення з яєць.

Самки наземних бродячих павуків прикріплюють кокон до задньої частини тулуба і носять його з собою. Що вилупилися паучата перший час розміщуються на поверхні тіла матері.

Самці деяких видів павуків, поселяються на мережах, побудованих самками їх виду. Перед спарюванням деякі з них сплітають особливу, "шлюбну" мережу всередині мережі прихистила його самки, що служить виключно для спарювання.

комахи

Серед величезного класу комах чимало таких, будівельні конструкції яких вражають уяву своєю складністю і досконалістю (так, ми вже говорили про різноманітні будівлях ручейників).

Павутинні притулку личинок комах

Гусениці багатьох метеликів створюють павутинні гнізда без будь-якого плану, коли безладно повзають по субстрату, в результаті чого вільні його проміжки покриваються шовковистим покривом, що нагадує за формою брезентовий купол цирку-шапіто або щось на зразок мішечка. Найбільш цікаві павутинні "намети" виявлені у гусениць, що живуть співтовариствами, наприклад у похідних шовкопрядів. Ці гусениці не тільки живуть, але навіть зимують в загальних гніздах. Свою назву похідні шовкопряди отримали за те, що вони переміщаються "строєм" з гнізда до місця годування і назад. Під час цього походу гусениці постійно тягнуть павутинні нитки, так що між гніздом і пасовищем утворюється міцна шовкова дорога. Павутинні гнізда великих спільнот гусениць можуть досягати більше одного метра в довжину.

Колективні гнізда споруджують представники і інших сімейств метеликів, наприклад горностаєві молі і волнянки , а також зовсім споріднені з ними павутинні пилильщики. Найміцніші гнізда будують гусениці мексиканської білявки. Ці гнізда нагадують пляшки не тільки за формою: місцеве населення використовує їх для зберігання і перевезення рідин.

Найвідоміше павутинне споруда - кокон тутового шовкопряда. Після інтенсивного поїдання листя шовковиці, що триває протягом чотирьох тижнів, що виросла майже до 10 см гусениця шовкопряда звиває всередині пухкого зовнішнього чехлика щільний шовковий кокон, в якому і окукливается. На виготовлення одного кокона йде до 4000 м шовкової нитки, яку люди використовують для виготовлення шовку.

Для того щоб звити характерний для свого виду кокон, личинка повинна здійснювати певні рухи павутинними залізяччям, для цього вона розгойдує переднім кінцем тіла, одночасно зрушуючи вперед. В результаті цього нитка лягає вісімками. Цей основний елемент прядильної діяльності виконують гусениці метеликів, личинки ручейников, мурах, наїзників, жуків і інших комах. Личинки багатьох комах, а іноді і дорослі особини, згортають за допомогою павутинних ниток з листя трубочки або пакетики. Особливо добре це виходить у гусениць звичайної бузкової молі. Живуть групами гусениці обвивають кінчик листа або його край вологими шовковими нитками, які при висиханні коротшають, що призводить до подальшого скручування листа. Усередині згорнутого таким чином пакетика створюється сприятливий для гусениць мікроклімат.

Поодинокі оси і бджоли

Абсолютно унікальні споруди для зберігання їжі та виведення потомства будують поодинокі оси і бджоли, яких Ж. А. Фабр називав будівельниками-мисливцями. Поодинокі оси відкладають яйця в паралізованих декількома уколами жала комах або павуків, яких ховають в спеціально побудовані споруди. Цікаво відзначити, що в кожну жертву оса відкладає тільки одне яйце, таким чином кожна личинка розвивається в індивідуальному притулок. Самка оси аммофіли за допомогою щелеп і передніх лапок викопує в піску прямовисну нірку-колодязь, розширюється в кінці, і закриває вхід в порку відповідним камінчиком. Оса евмена-муляр , або гончар, споруджує житло у вигляді маленького, але досить міцного п'ятиміліметровий горщика з вузькою шийкою і розширеним днищем, що представляє собою справжній витвір керамічного мистецтва. Своє гніздо оса евмена зміцнює найчастіше на камені, настільки міцно, що його важко відокремити навіть ножем. Цей витончений горщик зроблений з вапняного пилу і маленьких піщинок. Грудочки вапняного ґрунту оса збирає на витоптаних дорогах, стежках поля і ліси і, поки несе їх у роті, змочує слиною. З отриманої м'якої маси вона робить на камені валик - щільний фундамент осередки. Потім збирає однакові за розміром світлі частинки піщинок кварцу і додає в ще не застиглу "цементну" масу горщика. Так вона укладає валик за валиком, а вже готовий горщик залишає сохнути на повітрі. Внутрішні стінки його зовсім гладкі, вузьке горлечко зроблено з чистого "цементу". Після відкладання яйця на паралізовану гусеницю дверцята закривається кварцовим камінцем. Так оса робить одне за іншим багато гнізд.

Пілюльних оса формує "пігулку" з розм'якшеної в воді глини і, затиснувши її між ногами і ротовим апаратом, переносить до місця будівництва. Потім вона за допомогою щелеп і серповидно вигнутих передніх ніг ліпить тонкостінний посудину. Після відкладання яйця вона запечатує шийку посудини грудочкою глини.

Велика, чорна, як чорний оксамит, з темно-фіолетовими крилами бджола-каменщіца (халікодоми ) будує свої гнізда з пилу, змішаної зі слиною. Виходить тверда маса, яка швидко застигає, не пропускаючи вологу. Гнізда ці бджоли будують на стінах і великих каменях з південного боку. Гнізда бувають завбільшки з персик або навіть кулак, якщо їх роблять кілька бджіл разом. Одне таке гніздо може мати 15 окремих осередків, кожна з яких покрита щільним шаром цементу. Комор халікодоми часто утворюють колонії від ста до тисячі особин. Їх житла пов'язані між собою, але кожна бджола працює па себе. Будівельним матеріалом цим бджолам служить тільки грунт.

Бджола мегашіла робить житло з коротких зеленого листя, які поміщає в отвори, зроблені земляними хробаками. Вирізаний листочок має форму правильного кола або еліпса.

Існують також бджоли-теслі і бджоли-шерстобіти. Бджола Антіда (Шаповал) будує своє гніздо в сухому тростинному стеблі рослини з трави і листя. Жодне пташине гніздо не може змагатися з цим чудовим спорудою. Нічого подібного не може бути зроблено і руками людини, навіть забезпеченого тонкими інструментами. Бджола ж споруджує все це за допомогою рота і лапок. Крейдяні мішечки вона робить з тонкого рослинного пуху. Щоб донести пушинку, висмикнуту передніми лапками, вона захоплює її ротом, потім накладає на іншу пушинку і летить за наступною. "Якщо розкрити тростинний стебло-гніздо на висоті 20 сантиметрів, - пише Ж. А. Фабр, - то в його каналі виявиться набита бавовняна колонка, в якій розміщено до десяти осередків. Зовні межа між ними не помітна. Колонка є цілий циліндр з такими щільно сплавленими одна з іншого осередками, що якщо потягнути за один край, потягнуться всі як одне ціле " [1] . Робляться ці осередки окремо. Чи не розірвавши тонких стін циліндра, не можна побачити повні осередку меду. Форму гнізда визначає внутрішній канал очерету. Іноді воно має форму наперстка, але у всіх випадках гніздо закривається велике засувкою з грубого сірого пуху. Уподобавши пухнастий стебло, бджола Антіда обертається навколо нього до тих пір, поки не збере весь матеріал. З вирваних щелепами ворсинок вона робить кульку завбільшки з горошину, який несе передніми лапками до будови. Є види Антіда, які збирають смолу, а не рослинний пух. Їх можна спостерігати в старих каменоломнях. Цікаво відзначити, що ніяких специфічних анатомічних відмінностей між бджолами, які збирають смолу або рослинний пух, немає. Очевидно, ці поведінкові відмінності еволюційно досить молоді.

Цікаві прояви інстинкту можуть спостерігатися у маленьких одиночних бджіл галиктов. Бджола цього виду робить в землі норку і там будує осередок. У викопаному загальному вході завжди збирається кілька бджіл, але кожна самостійно копає відгалуження для свого осередку. Це один з видів "кооперації": житло з окремими квартирами, але загальним входом. Деякі автори вважають, що кожна з галиктов працює сама для себе, а спільна робота пасивна і проявляється тільки при загальних потребах, наприклад при чищенні загального ходу. Коли колонія збільшується і загальний вхід стає тісним, деякі комахи риють інші норки, які можуть взаємодіяти з першими, і тоді грунт біля гнізда перетворюється в лабіринт.

Провідні одиночний спосіб життя бджоли стінні антофор щелепами вигризають в глиняній стіні вильчаті ходи. У них бджола влаштовує послідовно три-чотири осередки, в кожну поміщає яйце і запас нектару з пилком. Осередки розділені глиняними стінами, вхід запечатується глиняного пробкою. Підмішати до глини слина надає стінок осередків і пробці підвищену міцність. Крім того, висохла слина має сильну водовідштовхувальним здатністю, тому вона добре захищає майбутнє потомство від вогкості і цвілі, мабуть, найбільш небезпечних ворогів гніздяться в землі комах.

Цікаві гніздові камери споруджують бджоли-листорізи. Гострими щелепами вони вирізають шматочки листа, згортають їх і несуть до гнізда і затягують всередину, в ходи, пророблені в трухлявих деревині. Тут бджола розгортає листочок і міцно притискає його до стінки гніздовий камери. З кількох овальних шматочків виходить щось на кшталт наперстка або кінчика сигари. Круглі шматочки використовуються як кришки, причому кришка однієї камери одночасно служить підлогою для наступної. Так триває до тих пір, поки весь хід подій не заповнений зеленими наперсточкамі. Бджоли-листорізи влаштовують гніздові камери в порожніх стеблах рослин, в чужих або самостійно виконаних ходах в деревині, а так само в тріщинах каменів або в землі.

громадські комахи

Будівлі громадських комах дивно різноманітні.

Паперові оси - це звичайнісінькі, добре знайомі нам оси, які живуть невеликими колоніями. Вони споруджують багатоповерхові стільники і оточують свої гнізда багатошаровою оболонкою. Матері атом для побудови їх гнізд є пережовані особливим чином рослинні речовини, так що виходить якась картонна маса. Гнізда складаються з декількох ярусів сот, розташованих в один ряд отвором вниз. Способи прикріплення гнізда і його розташування дуже різноманітні. Іноді гнізда прикріплюються до нижньої сторони листа, іноді розташовуються на гілках або кріпляться до стовбура дерева. У кайенский чорної оси гніздо досягає іноді в довжину декількох метрів. Зовнішня форма осиного гнізда в більшості випадків яйцеподібна або куляста (рис. 9.9).

Осине гніздо

Мал. 9.9. Осине гніздо

Нормальна сім'я медоносних тел складається влітку з 40-80 тис. Дорослих бджіл - потомства однієї матки, єдиною яйцекладущей самки у всьому вулику. Чисельність сім'ї постійно збільшується, тому в вулику не припиняється робота з будівництва нових сот. Робота над новим сотому починається зазвичай відразу в двох-трьох точках на кришці вулика. Наївшись досхочу, бджоли починають виділяти на своєму тілі віск, який потім зчищають лапками одна в одної. Потім вони пережовують його і, змішавши зі слиною, зводять з цього пластичного матеріалу рівні споруди. Таким чином, кожна бджола укладає в собі і постачальника матеріалу, і архітектора, і працівника. Споруда кожної окремої комірки сот починається з виведення довгою низькою зиґзаґоподібної стінки, до якої пристосовуватися інша пластинка в горизонтальному напрямку, що утворює дно. Вся споруда складається з шестигранних призматичних клітинок, кожна сторона якої вибудувана математично правильно. Осередки відразу будуються остаточної форми, кожен кут спочатку дорівнює 120 °.

Форма шестикутника закріплена спадково; бджоли "прикрашають" шестигранним візерунком навіть споруджуються ними округлі маточники. Шестигранні воскові стільники бджіл не мають собі рівних по економії місця, матеріалу, з ємності і міцності. В сотах до кожної клітинки примикають по шість суміжних осередків з боків, кожна грань осередки і її підстава використовуються на дві сторони. Ніяке інше розташування воску нс може дати більш раціональної фігури. Завдання вирішена в просторі в повній відповідності з вищою математикою. По суті, бджоли будують циліндричні осередки в шестикутник з отверділого воску. Ця форма також забезпечує найкращу міцність конструкції. Повні бджолині стільники залишаються стабільними і твердими при будь-якому способі; не гнеться і не розбивається жодна з запечатаних осередків, хоча їх воскові стінки вельми тонкі.

В сотах медоносної бджоли є осередки трьох різних форм, що мають різне призначення: для виведення нових маток і трутнів, для виведення робочих бджіл і для відкладання запасів меду. Однак, відрізняючись в деталях, осередки, незалежно від свого призначення, зберігають загальний принцип побудови.

Мурахи живуть співтовариствами, ще більш великими, ніж бджоли. Існує багато різних видів мурах, що мешкають в різних умовах і споруджують мурашники з різних матеріалів і мають різну форму. Розрізняють п'ять найголовніших типів споруди мурашника:

  • 1) земляні гнізда;
  • 2) деревні гнізда, які влаштовуються в гнилому дереві;
  • 3) картонні гнізда, які будуються з пережованих деревних стружок, скріплених клейкою слиною;
  • 4) складні гнізда, які будуються частково за однією, почасти за іншою системою; таким чином зводять свої споруди руді мурашки;
  • 5) гнізда, побудовані в різних щілинах стін, тріщинах каменів або в людських оселях.

Розміри і складність мурашника залежать від розміру і складності складу мурашиної сім'ї. Звичайно чим менше сім'я, тим простіше пристрій гнізда. У великих спільнот споруда приймає грандіозний характер, складається з незліченної безлічі коридорів, всіляких ходів, камер, розташовується у багато поверхів. Так, мурашники рудого лісового мурахи можуть мати до 20 поверхів над і під поверхнею грунту. У мурашнику підтримується стабільна температура. Міцність поверхів забезпечується змішуванням і переплетенням деревних частинок, каменів, листя, соломки та ін. Кожен шматочок так прагнень і вирівняний, що загальна конструкція не тільки не руйнується, але і не пропускає дощ і сніг. Щоночі входи закриваються, а вранці відкриваються знову.

Разючу роботу виконують африканські і південноазіатські мурахи-кравці. Вони будують гнізда з листя наступним чином: сидячи на листках, одні мурахи починають притягувати щелепами сусідні листи і складають з них щось на кшталт кулька, в який інші мурахи - робітники - приносять з материнського гнізда личинок певного віку, збільшені слинні залози яких дають павутинний секрет. Які виділяються личинками шовковистим нитками робочі "зшивають" краї листя. З тих же ниток вони роблять круглі входи і галереї. Часто мурахи-кравці утворюють довгі ланцюги, щоб з'єднати два аркуші або перекрити щілину.

Мурахи також ведуть грандіозне дорожнє будівництво. У найпростішому випадку вони лише прибирають з дороги перешкоди. Іноді деякі види так активно прибирають все зайве, що виходить траншея, занурена в ґрунт. У збирачів насіння і грибоводов розрізняються транзитні і кормові дороги. У мурах-листорізів кормові дороги можуть досягати довжини 800 м. Деякі види цих мурах накривають заглиблені в грунт кормові дороги земляний дахом.

Багато натуралісти відзначають, що немає нічого загадковіше і фантастичніше архітектури жител термітів, яка змінюється в залежності від географічних умов, наявності будівельних матеріалів і видів самих будівельників. У густих лісах екваторіальної Африки і на широких рівнинах саван маленькі і великі терміти зустрічаються часто. Наприклад, житло в формі гриба, діаметр якого у верхній частині найбільший, має африканський терміт кубітерміс. Воно споруджено з піщинок, сильно змочених водою. Гніздо таке міцне, що від нього важко відламати навіть шматочок.

Терміти виду белікозітерміс будують найбільші термітники. Вони досягають 8 м у висоту і важать до 10 т (рис. 9.10). Центральна частина - це справжнє гніздо, де знаходиться батьківська пара. Стіна має напівкруглу форму діаметром до 1 м і зроблена з глини. Щодо пов'язаних з гніздом галереям безперервно рухаються терміти. Повітряний шар між двома стінами захищає житло від охолодження і перегріву. Як би не нагрівалася або ні остигала зовнішня стіна, температура в житло постійно тримається на рівні близько 30 ° С. У середній частині є великий повітряний простір, обгороджений подвійними стінами. Стіни термітника являють собою складний лабіринт галерей і входів, по яких рухаються терміти: працівники, сторожа, крилаті чоловічі і жіночі особини - виробники. В такому житлі необхідний вологе повітря, тому будується воно поблизу води, в місцях з грунтовою вологою.

термітник

Мал. 9.10. термітник

Зверху споруджується високий правильний конус, як у хатини тубільців. З розширенням колонії росте над загальним підставою і число куполів. Термітник закритий великий, складної захисною вежею, зовнішній пласт якої має товщину кілька сантиметрів. По ньому можна стукати, можна класти зверху дерева і каміння - житло термітів не отримає ушкоджень.

Біля порту Дарвін в Австралії будують житла терміти амітерміс. Висота їх осель - до 4 м, довжина - до 3 м і більше, ширина невелика. Ці термітники можуть служити мандрівникові своєрідним компасом, що вказує північ і південь, так як східна їх сторона опукла, а західна увігнута. Така орієнтація цих осель невипадкова. Вони мають захисну стіну від холодних північних вітрів і перегріву в полудень. Стіни, звернені на схід і захід, нагріваються тільки вранці і ввечері.

В африканських саванах можна зустріти наземні термітники, що мають простий зовнішній вигляд. Вони широкі і круглі, вище людського зросту, а в їх підставі багато входів, всередині яких є галереї, що досягають вологих шарів грунту. Деякі терміти будують житла на похило зростаючих величезних деревах. Ці деревні термітники завжди пов'язані з грунтом через галереї і входи.

Галереї термітників глибиною до 15 м було виявлено в Казахстані. У Сахарі і Південній Африці водоносні галереї досягають 34 м, в них невпинно снують терміти, які переносять глиняні частки, наповнені вологою. Через галереї в житло підтримується постійна вологість. За такі помешкання повинні і провітрюватися. Встановлено, що одна колонія з 2 мільйонами особин і загальним живою вагою близько 20 кг потребує 1200 л повітря на добу. Провітрювання відбувається через входи і повітряні канали, які знаходяться вгорі, і проходять через центральну частину термітника.

У термітниках звичайні грибниці, вирощувані на тирсі, змішаних зі слиною. Розміри грибниць варіюють від волоського горіха до людської голови. Терміти весь час їх штучно зволожують. Грибні організми переробляють рослинну клітковину в вуглеводи і білкові речовини, які служать їжею личинкам.

  • [1] Фабр Ж. А. Життя комах. Розповіді ентомолога. М., 1963.
 
< Попер   ЗМІСТ   Наст >