Ледничник

Канд. биол. наук, н.с. кафедры зоологии позвоночных биологического факультета МГУ Павел Квартальнов рассказывает об одной необычной зимней находке на берегу Москвы-реки.

В один из первых дней нового года я получил невероятный подарок. 5 января я проводил экскурсию для группы школьников по Звенигородской биостанции МГУ. Накануне мы ходили по лесу, где тщетно пытались искать следы зверей. После продолжительных оттепелей свежие следы найти было невозможно. Нас вознаградили неожиданно распустившиеся цветки волчьего лыка.

Вечером похолодало, повалил снег, и следующая экскурсия проходила в чудесную зимнюю погоду. Температура держалась около нуля, на пушистом снегу в пойме Москвы-реки во множестве появились насекомые и пауки. Я внимательно склонялся над ними,разыскивая существо, с которым давно мечтал познакомиться.

И вот на подходе к деревне Луцино, где высокий берег, покрытый хвойным лесом, подходит почти к самой воде, передо мной у тропы подскочила какая-то мелкая букашка и, упав, сложила лапки, притворилась мертвой. Это и была моя заветная мечта — ледничник! В тот день мы встретили нескольких ледничников, все они оказались самцами. К сожалению, не было времени сделать хорошие фотографии.

Ледничник — существо примечательное, несмотря на свои крошечные размеры (его длина составляет всего 3,5 мм). Это насекомое с коротким зеленоватым брюшком, длинными тонкими лапками, вытянутым рыльцем. Летать ледничники не могут. У самки крылья почти незаметны, а у самца превращены в изогнутые крючки, приподнимающиеся над спиной и несущие шипы по нижнему краю.

Ледничники входят в отряд Mecoptera-скорпионовы мухи. Отряд небольшой, включает порядка 300 современных видов. Эти насекомые были крайне разнообразны в конце перми и начале мезозоя, затем их вытеснили двукрылые (Diptera), приходящиеся скорпионницам близкими родственниками. В Подмосковье Mecoptera представлены собственно скорпионницами (Panorpa sp.), да ледничниками.

Скорпионницы живут как в наших лесах, так и в тропиках Индокитая, занимая скромную нишу падальщиков: их личинки питаются перегноем, а взрослые высасывают уже погибших насекомых, порою с риском для жизни воруя их из паучьих сетей. Ледничники (Boreidae) пока найдены только в Северном полушарии, в умеренных и полярных районах, а также в горах Евразии и Северной Америки, сейчас насчитывают около 24 видов.

Как и у многих экстремалов среди наземных беспозвоночных (например тихоходок), жизнь ледничников связана с обитанием во мхах. Личинки, живущие в подушках мха, питаются его ризоидами, взрослые могут высасывать растительные соки из «листьев» мха и селагинел-лы. Впрочем, погибшими насекомыми они также не брезгуют.

Уледничников почтенный возраст: древнейшие представители семейства известны из верхней юры Казахстана. Нынешние ледничники являются настоящими зимними насекомыми. Многих мелких животных, блуждающих по поверхности снега в оттепель, мы можем, при внимательных поисках, обнаружить и в теплый период года.

Только две группы насекомых из живущих в Подмосковье встречаются в виде имаго исключительно зимой — это ледничники и бескрылые мухи-хионеи (Chionea sp.). Личинки ледничников выходят из яиц вскоре после таяния снега. Они толстые, изогнутые, обладают тремя парами грудных ножек и похожи на личинок некоторых жуков. Они питаются, растут, затем делают себе шелковую камеру, где окукливаются. Развитие личинки, по-видимому, занимает два года.

Взрослые насекомые выходят из куколок в конце осени, перед выпадением снега. Они активны всю зиму, окончательно исчезают в апреле. Самка откладывает маленькими порциями один-два десятка яиц, а затем, после перерыва, подкормившись, способна отложить еще столько же. У скорпионниц самец кормит самку перед оплодотворением. Ледничники такое поведение утратили. Самец ледничника после короткого знакомства с самкой запрыгивает на нее, прочно заякориваясь на конечностях подруги расположенными на конце брюшка ножками-гоноподиями, помогая себе крючковидными крыльями. Если прыжок не удался, самка уходит искать другого кавалера. Если же самец смог удержаться, самка становится пассивной.

Правда, у некоторых видов ледничников самцу приходится больше потрудиться, преодолевая сопротивление самки, пытающейся убегать, таща за собой кавалера. В этом случае самка прекращает сопротивление, как только самцу удается извернуться и сжать гоноподия-ми основания ее усиков. Самец с помощью крыльев и гоноподий поворачивает покорную самку так, что она оказывается сидящей у него на спине, затем совокупляется, причем спаривание может длиться несколько часов, вплоть до двух суток. Порою партнеры расходятся, а затем спариваются вновь. Самец во время спаривания может перемещаться, прочно удерживая безвольную самку гоноподиями.

Зимняя жизнь ледничников проходит в подснежном пространстве, где держится постоянно высокая влажность и благоприятная температура. Встретить спаривающихся ледничников на поверхности снега практически невозможно. Норвежский зоолог Сигмунд Хагвар выяснил, что ледничники, как и другие представители зимней энтомофа-уны, выходят на снег ради расселения. Они выбираются по отдушинам вдоль стволов деревьев и кустов, выбирают направление и долго движутся каждый в свою сторону, по-видимому, ориентируясь по солнцу.

Скорее всего, ледничники могут улавливать поляризованный свет, поскольку их миграции происходят преимущественно в пасмурные дни. Солнечная погода для ледничников и других зимних насекомых коварна: вечером при ясном небе температура падает быстро, и ледничник может замерзнуть, не успев спрятаться под снегом. Хотя в гемолимфе ледничников обнаружены вещества, препятствующие ее замерзанию, понижение температуры до -5° C эти насекомые не переносят.

Ледничники могут неторопливо перемещаться по снегу, но при миграциях движутся небольшими прыжками, что позволяет им достигать скорости порядка 1,2 м/мин и преодолевать порядочное расстояние. На поверхности замерзших озер находили ледничников, удалившихся на 50 и более метров от берега. Хищников ледничники не боятся: они могут выделять сильно пахнущее, вероятно ядовитое, вещество.

В последние годы доказано, что ледничники — ближайшие среди современных насекомых родственники блох (Siphonaptera). Блохи появились в юре как специфические паразиты предков млекопитающих. Они сделали удачный выбор и, эволюционируя вместе со своими хозяевами, достигли процветания (не менее 25 тыс. современных видов!). Некоторые перешли с млекопитающих на птиц. Блохи известны как совершенные прыгуны. Только недавно ученые решили проверить, насколько близок механизм прыжков у блох и ледничников.

Выяснилось, что в общих чертах блохи и ледничники прыгают сходно, это подтверждает их родство. Для прыжков используются грудные мышцы, перед прыжком энергия накапливается в пучках белка резилина. Этот белок используют многие прыгающие насекомые: при сокращении мышц нити резилина сжимаются, а затем, мгновенно расправляясь, обеспечивают толчок, поднимающий насекомое в воздух.

Такой «механизм катапульты», позволяющий накапливать энергию постепенно, неторопливо сокращая мышечные волокна, дает ледничникам возможность скакать на холоде. Если температура падает, увеличивается время сокращения мышцы, но скорость прыжка остается прежней. Ледничники стартуют с такого рыхлого субстрата как снег, они больше нуждаются в надежной опоре, чем блохи.

Видимо, поэтому при прыжках они задействуют не одну, а две пары ног — среднюю и заднюю. Это уникальный случай среди насекомых: большинство «прыгунов» отталкиваются только задними ногами. Толчок двумя парами ног придает телу ледничника устойчивость в полете: в отличие от блохи, он почти не кувыркается. Ледничники могут дать фору своим прославленным сородичам!

Не знаю, насколько хорошо школьники, присутствовавшие на экскурсии, запомнили, кто такой ледничник. Для меня важно, что они пережили со мной радость находки. Теперь у них тоже будут свои маленькие мечты, ожидание встречи с каким-то животным или цветком. Если это так, значит, экскурсия оказалась успешной.

Burrows M. 2011. Jumping mechanism and performance of snow fleas (Mecoptera, Boreidae) // J. Exp. Biol. Cooper K.W. 1940. The genital anatomy and mating behavior of Boreus brumalis Fitch (Mecoptera) // Amer. Midi. Nat. Vol. 23. P. 534-367.

Cooper K.W. 1974. Sexual biology, chromosomes, development, life histories and parasites of Boreus, especially of B. notoperates, a southern California Boreus. II. (Mecoptera: Boreidae) // Psyche. Vol. 81. P. 84-120.

Grimaldi D., Engel M.S. 2005. Evolution of the Insects. — Cambridge etc.: Cambridge Univ. Press. 755 p.

Hagvar S. 2001. Occurrence and migration on snow, and phenology of egg-laying in the winter-active insect Boreus sp. (Mecoptera) // Norw. J. Entomol. Vol. 48. P. 51-10.

Hagvar S. 2010. A review of Fennoscandian arthropods living on and in snow // Eur. J. Entomol. Vp;. 107. P. 281-198.

Penny N.D. 1977. A systematic study of the Boreidae (Mecoptera) // Kansas Univ. Sci. Bull. Vol. 51. P. 141-217.

Withycombre C.L. 1922. On the life-history of Boreus hyemalis L. // Ecol. Ent. Vol. 69. P. 312-318.