Божьи коровки — жуки семейства кокцинеллид,— вероятно, одни из наиболее известных популярных жуков. Но эти обычные, знакомые каждому ребенку, крапчатые жучки, оказывается, далеко не полно изучены широким кругом натуралистов. Не каждый знает, что «великое семейство божьих коровок» насчитывает свыше 4000 видов.
Божьим коровкам принадлежит рекорд по скоплению на зимовку особей одного вида и в одном месте. Так, в одном таком скоплении однажды было насчитано 40 миллионов жуков. Самое важное для человека состоит в том, что божьи коровки грозные враги различных вредителей сельскохозяйственных культур — тлей, щитовок, клещей, они служат верными помощниками людей в борьбе за урожай.
Польза для человечества
За последние годы в изучении экологии и поведения божьих коровок накоплены богатые данные, которые представляют интерес не только для специалистов-энтомологов. О некоторых, самых обыкновенных хищных видах, но как раз наиболее полезных, и пойдет речь и этой статье. Полезная роль божьих коровок была известна еще в начале прошлого века, и с тех пор многие энтомологи советовали крестьянам собирая этих насекомых и заносить их в свои сады.
Сейчас божьих коровок размножают в лабораториях, собирают зимой на местах зимовок, развозят иногда на громадные расстояния, а некоторые страны даже бойко торгуют ими. Но если применение божьих коровок при биологическом методе борьбы иногда приводило к действительно блестящим результатам, то в других случаях энтомологов постигала неудача, что и побудило приняться за серьезное изучение этих насекомых, и в первую очередь экологии и поведения. Жуки делятся на множество видов, расселившихся на громадных территориях. Занимая столь обширные ареалы, божьи коровки приспособились к самым разнообразным условиям среды. За счет каких же качеств им удалось этого достичь?
Кладка яиц, возможности размножения
Всех «коровок» можно разделить на две большие категории в зависимости от наличия или отсутствия у самок ложного яйцеклада. В первом случае яйца откладываются поодиночке и на определенное место выбранное самкой. Во втором — пачками, до 65 штук, прямо на листья. Поскольку ложный яйцеклад имеется у всех ближайших родственников семейства, можно считать, что он был также исходным прародителям коровок, а в дальнейшем у отдельных представителей семейства исчез. Хотя у всех коровок яйцекладка — процесс довольно длительный и продолжается месяц и больше, тем не менее у самок, снабженных яйцекладом, плодовитость не велика: обычно порядка 30—60 яиц за сезон. Зато самка может отложить каждое яйцо на питательный субстрат или около него, а в пустыне защитить от высыхания, засовывая в пазухи листьев, где влажность остается высокой даже летом.
Так, жуки-хилокорусы откладывают яйца в овисаки (мешки с яйцами), обеспечивая этим пищу для потомства. Жуки-стеторусы откладывают яйца поодиночке прямо на листья, но зато на растения заселенные клещами, которыми их потомство и питается. Черноголовый экзохом, обитающий в пустынях Закавказья и Средней Азии, прячет свои яйца в пазухи листьев травянистых растений. Однако большинство коровок, питающихся тлями— так называемые афидофаги — откладывают яйца пачками прямо на листья, независимо от наличия или отсутствия обильного корма. Однако яйцекладке всегда предшествует усиленное питание самки, так что яйца откладываются поблизости от кормленых мест.
Плодовитость самки за сезон — несколько сот яиц, иногда до двух тысяч. Высокая плодовитость заменяет собой заботу о потомстве. Давно установлено, что у коровок широко развит каннибализм: жуки часто поедают собственных личинок и куколок, а личинки, в свою очередь,— яйца и более молодых сородичей. Однако тщательные исследования последних лет показали, что каннибализм носит специализированный характер. Молодая личинка вылупившись из яйца съедает оболочку. Но этого ей явно не хватает. Запасы яичного белка невелики — их хватает прожорливому насекомому не более чем на сутки. Поэтому вылупившаяся личинка принимается поедать яйца той же кладки, лежащие рядом. Она по каким-то признакам выбирает лишь не оплодотворенные. Самки всегда откладывают довольно высокий процент не оплодотворенных яиц, обеспечивая для потомства питание на первых порах. Но случается, что вместе с оплодотворенными, поедаются и оплодотворенные яйца.
Пути развития
В конечном счете коровкам представились два пути: либо сохранить яйцеклад и способность откладывать яйца в благоприятных условиях, но при низкой плодовитости, либо откладывать яйца пачками на случайные объекты, потеряв при этом яйцеклад, но резко повысив плодовитость. Первый путь «выбрали» коровки, питающиеся кокцидами, клещами и другими беспозвоночными, численность популяций которых за сезон изменяется сравнительно мало и плавно. Второй путь оказался более выгодным для большинства пожирателей тлей, которые обладают сложной динамикой развития, обычно с резкими весенним и осенним пиком размножения и большим спадом летом. Этот путь оказался выгодным и для растительноядных коровок.
После первого рациона личинка начинает охотиться. Однако ни она, ни взрослое насекомое не обладают для этой цели никакими способностями. Хотя все коровки и их личинки зрячие, пищу они не видят, даже вблизи, не чуят и не угадывают, а способны ее сожрать лишь после того, как на нее натолкнутся случайно и ощупают щупиками. Все это затрудняет отыскивание жертвы. Другим затруднением является температурный режим. Хотя охота может длиться круглые сутки, для большинства видов активность начинается при температуре выше 10°, да и то замедленными темпами, и прекращается при температуре в 30—35°. Таким образом, диапазон благоприятных температур невелик. При этом, даже пустынные виды нуждаются в сравнительно высокой влажности и неактивны, если воздух слишком сухой.
Процесс питания божьих коровок
Все это удалось достоверно выяснить путем длительных лабораторных экспериментов. Процесс питания у этих животных довольно сложен и требует значительного времени. Сначала вгрызается дырка в теле жертвы, через которую высасывается жидкость и туда же впрыскивается слюна, содержащая пищеварительные ферменты. Спустя некоторое время, когда содержимое тела жертвы достаточно переварится под воздействием ферментов, оно проглатывается. Таким образом, пищеварение в значительной мере наружное, что, естественно, замедляет питание. Так, у десяти точечной коровки на поедание жертвы уходит: у личинки первого возраста — от 120 до 900 мин. и более, у личинки второго возраста— от 38 до 215 мин., третьего — от 14 до 27 мин., четвертого — от 4 до 62 мин., в зависимости от размера жертвы, температуры и влажности среды. Взрослые особи питаются быстрее. Так, взрослый стеторус за час может съесть двух клещей или десяток их яиц.
Данные о прожорливости коровок многочисленны, но не однозначны. Аппетит зависит от температуры, состояния жертвы, состава пищи, ее обилия и т. д. Вот несколько ориентировочных данных.
Дневной рацион взрослых личинок и яйцекладущих самок из рода Нірро-damia составляет около 50 тлей. Громадные личинки Anisolemnia dilatata F. в Китае за день пожирают по 400—500 бамбуковых тлей. Обычная у нас семи точечная коровка за свою жизнь уничтожает приблизительно 4000 тлей Aphis pomi, а ее личинка— 600. Более мелкая одиннадцати точечная коровка пожирает около 800 тлей того же вида, а ее личинка — около 200. Самки стеторусов за день истребляют около 40 клещей, а самцы — 20, их личинка за свой полный цикл развития истребляет примерно 300 клещей. Взрослый восьмиточечный брумус за свою жизнь уничтожает почти 5000 тлей Aphis craccivora в первом поколении, а во втором — примерно 2750, личинка первого поколения — 650 тлей, а второго — 3800.
Таким образом, одна пара брумуса со своим потомством первого поколения уничтожают около 278 000 тлей (по В. В. Яхонтову). Такая крайне высокая прожорливость при медленных темпах питания оставляет мало времени для разыскивания пищи, так что нормальное развитие коровок возможно лишь при массовом скоплении их жертв. О непременном расчете на такие обстоятельства говорит и тот факт, что коровки способны лишь очень медленно передвигаться, и то, что у них нет приспособлений для схватывания и удерживания добычи.
Тли же лучше защищаются от коровок, нападающих на них спереди, а не сзади. Поэтому тли на листе занимают определенные места с учетом «пробежек» коровок, которые на лист вползают по стебельку, а затем двигаются вдоль жилок.
Как коровки находят пищу?
Несмотря на плохое зрение и отсутствие обоняния, у многих видов коровок существует определенная «охотничья стратегия». В поисках добычи коровка бежит сначала прямолинейно, пока не наткнется на первую жертву. Но, поглотив ее, она начинает описывать сложные зигзаги, зная, что тли держатся всегда скученно. Этим значительно улучшается эффективность охоты. Так как коровка нападает на тлю лишь после того, как ее ощупает, тля, может успеть от нее скрыться или оттолкнуть ногой, в особенности если она много крупнее хищника.
Тля может скатиться с листа на землю, но в этом случае ей нужно суметь снова взобраться наверх до того, как она погибнет от истощения (что ей, впрочем, не всегда удается). Некоторые тли при нападении на них обливают тело божьей коровки медвяной росой, выделяемой ими из брюшных трубок. Жидкость временно парализует хищника. Благодаря всем этим обстоятельств коровка пожирает лишь часть обнаруживаемых ею тлей и преимущественно тех, которые меньше ее ростом. Поэтому молодые личинки часто вынуждены довольствоваться одними яйцами или очень маленькими тлями.
Многие жертвы умеют прятаться от коровок. Так, недоступны для хищника те подушечки, которые сидят в щели коры или под лишайниками. В результате численность подушечек, даже при обилии коровок, сохраняется на довольно высоком уровне, что, впрочем, обеспечивает и выживание хищника. Некоторые растения сами отпугивают коровок, и те их никогда не посещают, создавая хорошие убежища для тли. Но в основном тли стараются защититься химическим способом. Многие становятся ядовитыми для коровок или непригодными для них. Так, тли бузиновая (Aphis sambuci), магнолиевая (Aulacorthum magnoliae) и (Brachycaudus cardui) не пригодны для пищи семи точечной коровки, но охотно пожираются другими видами. Виковая тля (Megoura viciae), наоборот, привлекает эту коровку, но ядовита для двух других и т. д.
Взаимоотношения с муравьями
Тлю защищают от коровок также муравьи. Взаимосвязи тли и муравьев сложные и изучены пока далеко не полностью. Муравьи питаются медвяной росой, выделяемой тлёй, которая может составить до половины пищевого рациона. Недаром говорят о муравьях, что они «доят» тлей. При этом муравьи стараются регулировать численность тли, поддерживая оптимальную плотность поселений. Муравьи ревностно защищают поселения от врагов.
Тли оберегаются тем тщательнее, чем ближе они расположены к муравейнику и чем они малочисленны. Уходом за тлей муравьи могут приносить косвенный вред разным культурам, в частности, садовым и хлопковым насаждениям. Обычно муравьи пользуются тем, что отгоняют коровок, но иногда и убивают их. Так, согласно наблюдениям В. В. Яхонтопа, при массовом искусственном насыщении хлопковых полей в Средней Азии коровками-брумусами, запущенными туда с целью борьбы с хлопковой тлей, многие коровки погибали именно от муравьев.
Наряду с этим, коровка великолепная (Coccinella magnifica) пользуется протекцией муравьев и безнаказанно истребляет тлю вокруг муравейников. Но настоящих мирмекофилов («культивирующих» муравьев) среди коровок нет, а термитофилы очень редки и обнаружены лишь в Центральной Америке. Но главное затруднение в питании коровок — афидофагов кроется в резком спаде численности тли летом, личинки коровок массами погибают от голода.
Значение коровок
Интересные исследования по значению восьми точечной коровки в подавлении численности тли были проведены в Чехословакии. Если в определенных, искусственно изолированных секциях численность коровок высока, то тли уничтожаются полностью, но затем коровки сами гибнут от истощения. Если концентрация коровок низка, они, наоборот, выживают и размножаются нормально. Но так как тля размножается гораздо быстрее, то коровки не способны ограничить их прирост. Однако в природных условиях полезный эффект гораздо выше, потому что коровки в поисках пищи могут разлетаться во все стороны, часто на большие расстояния.
В течение сезона коровки постоянно кочуют. Так, в Южной Сибири весной они встречаются на самых различных растениях, но летом концентрируются исключительно на крапиве. В Средней Азии осенью, после уборки большинства культур коровки слетаются на хлопковые поля, где уничтожают тлю. В Японии летом некоторые коровки переходят на питание рисовой пиявицей — опасным вредителем риса, чем приносят человеку огромную, неоценимую пользу. На Украине летом божьи коровки мигрируют на злаковые поля, где их деятельность тоже весьма полезна.
В Средней Европе коровки, наоборот, летом концентрируются там, где их полезная роль гораздо скромнее. Иногда неблагоприятные условия среды вызывают массовые миграции коровок на большие расстояния. В годы сильной засухи неоднократно наблюдались массовые скопления коровок на Крымском побережье. Массовые перелеты описаны также в Англии, но причина еще не установлена. Есть среди коровок и бескрылые виды, но они никакой пользы не приносят.
Особенности питания
Еще одно ценнее свойство «коровок» — многоядность. Они способны питаться не только разнообразными видами тлей, но и гусеницами, личинками, куколками и яйцами бабочек, жуков, двукрылых, хоботных и т. д., а также клещами и их яйцами. Голодные коровки часто становятся каннибалами, причем у семи точечной коровки удалось получить, полный цикл развития за одними лишь собственным яйцами.
Большинство видов коровок при отсутствии животной пищи тут же переключается на питание нектаром. Другие коровки предпочитают разные грибки, в том числе, мучнистую росу, повреждающую, как известно, листья многих растений. Для некоторых видов грибки стали основным или даже исключительным кормом. При случае коровки могут прогрызать и зеленые листья (чем объясняется обилие литературных данных о повреждениях, причинных ими разным растениям). Повреждения листьев наблюдаются лишь в жаркую и сухую погоду и носят случайный характер.
Но есть и ряд видов, ставших специализированными фитофагами, которые питаются исключительно-зелеными частями растений. Известен и смешанный тип питания, например, свекловичная коровка. В Южной Европе питается в основном, тлями и пыльцой, а в Казахстане стала опасным вредителем свеклы. По-видимому, переход на питание зелеными частями растений учащается по мере того, как климат становится суше. Однако примеры такого питания редки. В подавляющем большинстве случаев питание растительной пищей имеет цель лишь временное поддержание существования особи за счет поглощения углеводов, но оно недостаточно для развития личинки, ни для созревания гонад.
Цикл жизни
Божьи коровки обладают важной в борьбе за существование способностью произвольно изменять свой жизненный цикл в зависимости от условий внешней среды. Все известные варианты этого цикла можно распределить по пяти типам:
- Перезимовавшее взрослое насекомое (имаго) весной вылетает. Спаривание и начало яйцекладки — обычно в мае. Имаго нового поколения вылетает в июле, усиленно питается, а в конце месяца или в августе улетает на зимовку не спариваясь. В год таким образом развивается одна генерация. Этот цикл обычен в умеренной Голарктике, в особенности в лесной зоне.
- Активный период начинается ранней весной, а отлет на зимовку — в июне, а иногда и в мае. Стадия покоя растягивается с начала лета до конца зимы. Такой цикл, свойственный жарким странам с сухим летом, характерен для Восточного Средиземноморья. В год также развивается только одна генерация.
- В год развивается две генерации следом друг за другом и часто перекрываются. Яйцекладка происходит в мае — июне и июле — августе. Первое поколение вылетает в июле и тут же спаривается, второе — осенью, обычно в октябре, и спаривается следующей весной после зимовки. В некоторых случаях может развиваться и третье поколение. Плодовитость перезимовавшего поколения всегда выше последующих. Этот тип характерен для видов с коротким циклом развития в странах с умеренным климатом и длительным вегетационным периодом.
- В год развивается две генерации, первое поколение после вылета уходит на летовку (эстивацию) конце мая или в июне, спаривается и откладывает яйца осенью. Второе поколение вылетает в октябре — ноябре и спаривается после зимовки. Изредка весной вместо одной развиваются две генерации. Такой цикл обычен в Средиземноморье и приурочен к местностям с ранней весной и сухим и жарким летом.
- В год много поколений, следующих друг за другом, более или менее перекрывающихся, без диапаузы и без зимовки, но обычно с периодами покоя, когда коровки временно впадают в оцепенение из-за неблагоприятных условий температуры или влажности. Этот цикл известен для тропиков и жарких субтропиков. Во всех этих типах зимовка, если она имеется, протекает в стадии имаго, но известны единичные случаи, когда вместе с имаго зимует также яйцо или личинка, а у криптолемусов, живущих в жарких и влажных субтропических лесах, обычно в лесной подстилке зимует куколка.
Интересно, что перечисленные выше типы не свойственны каким-то определенным видам, а могут встречаться даже в одной и той же популяции. Так, в Чехословакии развитие семи точечной коровки в нормальных условиях протекает по первому типу. Однако путем отбора в лаборатории удалось изолировать особей, развивающихся непрерывно, т. е. согласно пятому типу. Именно этот тип развития свойствен индийским популяциям вида.
Замечательно, что этот тип сохранился и в Средней Европе, несмотря на явное несоответствие погодных условий (правда, в ничтожных соотношениях). Эти данные свидетельствуют о богатом популяционном полиморфизме у коровок, определяющем их большую экологическую пластичность. Этим объясняется и громадный ареал многих видов и приспособленность к самым разнообразным условиям среды. Эта способность позволяет в неблагоприятное время года впадать в диапаузу — то летнюю, то зимнюю. Однако в странах с холодной зимой зимовка остается «узким местом», приводящим всегда к большой смертности. Но и здесь коровки сумели выработать защитные приспособления.
Как зимуют
Божья коровка холода не любит. Из известных в мире более 4 тысяч видов коровок едва ли десятая часть встречается в Голарктике, причем и здесь большинство видов свойственно субтропикам. Этого достаточно, чтобы говорить о слабой зимостойкости насекомых. У многих животных известны скопления на зимовку, но рекорд в численности этих скоплений, бесспорно, принадлежит коровкам, у которых, как уже говорилось выше, известны скопления до 40 млн особей (США). Эти скопления служат пищей даже медведям. В зимних скоплениях, в которых коровки плотно прижаты друг к другу, температура на несколько градусов выше, чем в окружающей среде. Описаны два типа скоплений — гипсотактические и климатологические.
Первые образуются на вершинах гор или холмов, обычно под кучами камней и в трещинах скал, на сухих и продуваемых местах. В Гималаях такие скопления (для семи точечной коровки) обнаружены до высоты в 4500 м над ур. м., в Закавказье, Средней Азии и на Алтае они обычно располагаются на высотах около 2—3 тыс. м. В Италии они редко расположены выше тысячи метров. Именно в этом типе скоплений коровки могут быть очень многочисленными. Климатологические скопления образуются в лесах, часто вокруг старых деревьев, на стволах, под их корой или в щелях, дуплах и т. д., иногда и под камнями, причем часто выбираются станции с повышенной влажностью. Эти скопления никогда не бывают очень большими.
Замечено, что один и тот же вид, например та же семи точечная коровка, может образовывать скопления обоих типов или зимовать в лесной подстилке небольшими партиями, так что и здесь сказывается популяционный полиморфизм. Скопления, в особенности гипсотактические, связаны с перелетами, часто значительными, и обычно образуются в одних и тех же точках из года в год, причем слет на зимовку происходит дружно в несколько дней, а разлет весной растянут. Зимние скопления характерны лишь для видов, питающихся тлями. Те же виды, которые питаются кокцидами или клещами, а также растительноядные обычно зимуют поодиночке или небольшими группами на том же месте, где и кормятся. Биологический смысл скоплений вызвал много споров среди энтомологов.
Размножение
Перед разлетом в скоплениях всегда происходит спаривание. Поскольку генетиками для многих видов установлено резкое снижение плодовитости при близкородственном спаривании, то ясно, что при крупных скоплениях шанс на такие близкородственные скрещивания становится ничтожным.
Отмечают также, что весеннее пробуждение коровок совпадает с активным развитием половых продуктов. Но все эти соображения не объясняют, почему скопления имеются или отсутствуют даже в одной и той же популяции. Нам представляется, что правильное объяснение следует искать в историческом становлении группы. Семейство коровок явно тропического происхождения и исходно должно было питаться кокцидами или клещами, как это имеет место и сейчас в тропиках, где тли немногочисленны.
Наоборот, в странах с холодной зимой тли обычно обильны, а кокциды — редки (в субтропиках коровки питаются и тлями, и кокцидами). С похолоданием климата в определенный геологический период, вероятно в палеогене, некоторые популяции коровок-афидофагов оказались вынужденными приспособиться к более холодной зиме, но обилие пищи приводило к их массовому размножению. Это, в свою очередь, могло способствовать образованию зимних скоплений, основная польза которых сводилась к защите от холода. В дальнейшем появились более морозостойкие виды, заселившие как бореальную зону, так и высокие горы.
Расселяясь на юг по горным хребтам, некоторые виды остались высокогорными. Другие стали весной спускаться в долины, где пища для них была обильнее. Но сохранили способность возвращаться в свой исходный биотоп, когда условия среды в долинах становились неблагоприятными. Впоследствии многие из этих видов благодаря высокой экологической пластичности вторично приспособились к существованию в равнинах и изменили свои условия зимовки.
Приведенные выше данные свидетельствуют о легкости, с которой многие коровки приспосабливаются к самым различным условиям среды.
Экологическая пластичность
Внутривидовой экологической пластичности — этой простой «приспособительной стратегии»—оказалось достаточно для заселения громадных пространств. Та же самая точечная коровка встречается в таежной зоне, в смешанных и лиственных лесах, степях и пустынях почти во всей Палеарктике, поднимаясь высоко в горы, а в Индии она достигла тропической зоны. В Африке ее расселение остановилось у пустыни, климат которой для нее слишком сух. Из других причин, благоприятствующих выживанию коровок, следует отметить ядовитость их крови для многих животных. А яркая и пестрая предостерегающая окраска помогает хищнику, раз польстившемуся на божью коровку, не повторять неприятной ошибки. Поэтому коровки лишь в очень редких случаях становятся жертвами других хищников.
Коровки представляют собой интересный пример видов, сумевших широко расселиться и размножиться, используя именно примитивные черты своего строения: органы чувств, которые служат характерными показателями уровня эволюции у насекомых, развиты у них плохо. Движения достаточно медлительны, они не могут ни быстро бегать, ни хорошо летать, ни ловить добычу, как это делают многие другие хищники. И тем не менее они повсюду многочисленны и процветают именно благодаря своей слабой специализации.
Ряд черт в особенности образа жизни божьих коровок — высокая экологическая пластичность, способность концентрации на небольших участках, способность пожирать большое число тли, клещей, щитовок при массовом их размножении—определяют перспективность еще более широкого использования этих естественных помощников человека в защите урожая. Успех такого использования в немалой степени зависит от дальнейшего глубокого изучения их жизни и поведения.
Загрузка...
