ЗНАЧЕНИЕ АКУСТИЧЕСКОЙ СВЯЗИ В ЖИЗНИ НАСЕКОМЫХ

Насекомые были одни из первых, кто вышел на сушу и внёс звуки в природу. Действительно коммуникация при помощи звуков самая удобная, не только для насекомых, но и для людей. Звук можно услышать за много километров, на звук можно ориентироваться и выйти из леса, звук, это хороший проводник. Основными функциями акустической коммуникации является: видовая идентификация, функция, обеспечивающая встречу полов, защита от хищников, демонстрация агрессии или испуга.

Типы акустических сигналов у насекомых

Звуковые сигналы, связанные с пищевым поведением. Например, самки комаров при нахождении источника пищи, сообщают об этом остальным самкам по близости, частота звукового сигнала комаров рассчитана только на самок комаров. Рабочие пчелы-разведчицы также издают звук о нахождении пыльценосного цветка, но нужно еще учитывать, что это сопровождается еще и своеобразным пчелиным танцем.

Звуковые сигналы, связанные с оборонительным поведением.

Различают сигналы бедствия и испуга. Звук бедствия издают насекомые попавшие к хищнику, запутавшиеся в паутине или густой траве. Их звуки очень громкие и прерывистые, или они могут быть мимикрическими т.е. некоторые насекомые могут изобразить звуки несъедобных для данного хищника насекомого.

Сигналы испуга возникает на дистальных раздражителей, приближение врага. Ярким пример испуга могут являются цикады. Группа самцов цикад на отдельном дереве поют призывное пение самкам, при приближении к ним человека, один самец заметивший приближение опасности резко прерывает пение и начинает «кричать» что бы предупредить остальных. У социальных насекомых (термитов, муравьев, пчел, ос и шмелей) разнообразная сигнализация используется для оповещения членов своих семей об опасности. Сигналы стимулируют различные защитные реакции. У муравьев-листорезов обнаружено использование акустических сигналов, которые выполняют роль призыва о помощи. Такие сигналы генерируют муравьи, оказавшиеся под обвалившимся муравейником, что нередко случается у муравьев-листорезов, обитающих в условиях влажного тропического климата. Сигналы стимулируют муравьев, находящихся на поверхности, раскапывать обвалившийся грунт и спасать членов семьи. [1]

Звуковые сигналы, связанные с половым поведением. Одиночные самцы издают так называемые призывные сигналы, которые самка должна услышать на расстоянии. У некоторых насекомых рецептивные самки могут отвечать. Например, у саранчовых часто можно услышать дуэты: самец поет — самка отвечает, и они сближаются, периодически издавая сигналы.

Когда самец оказывается рядом с самкой, у многих насекомых он переключается на другой тип сигнала — сигнал ухаживания, который может сильно отличаться от призывного сигнала и быть гораздо сложнее. В системе пространственной ориентации и связи между насекомыми значительное место занимает акустическая сигнализация.

Она широко используется в брачный период, обеспечивая повышение вероятности встречи особей противоположного пола и снижая затраты энергии и времени на их сближение. Это имеет особо важное значение для видов, которые ведут сумеречный и/или ночной образ жизни.

Призывные сигналы обладают обычно выраженной видовой специфичностью, чем обеспечивается усиление репродуктивной изоляции у близких видов. Некоторые отличия в структуре сигналов могут выступать также в роли межрасовых и популяционных барьеров.

Этим ускоряются процессы внутривидовой дифференциации и видообразования.

Сигналы агрессии. Существуют еще сигналы агрессии, которые издает самец, и эти сигналы адресованы другому самцу, если он вторгается на чужую территорию или самцы конкурируют за самку, которая находится рядом.

Сигналы для отпугивания хищника — это обычно неспецифические сигналы, они встречаются у многих насекомых. Например, когда цикаду берешь в руки, она издает резкий звук. Или жук-усач начинает скрипеть, если его схватить. [2]

1.2 Основные механизмы звукообразования у насекомых

В царстве животных насекомые и рыбы отличаются наибольшим многообразием механизмов генерации акустических сигналов. При этом у рыб используются преимущественно органы, основная функция которых не имеет прямого отношения к генерации звуков, например: плавники, позвоночник, плавательный пузырь и т.п. В отличие от рыб у насекомых генерация акустических сигналов обеспечивается большим разнообразием специализированных структур. Воздействие на опорный субстрат. К простейшим способам генерации звуков относится использование твердого опорного субстрата. Чаще всего насекомые стучат или скребут по субстрату. Ударным механизмом генерации звуков пользуются для оповещения об опасности термиты. Они стучат мандибулами и/или брюшком. Сходный механизм генерации звуков обнаружен у садовых муравьев и жуков-часовщиков. Стенки ячеек сот используют для генерации звуков личинки бумажных ос. Звук генерируется в то время, когда личинка, втягиваясь в ячейку, скребет о ее стенку широко раскрытыми мандибулами. Этот звуковой сигнал голодные личинки подают для привлечения к себе взрослых ос.

Трение специализированных участков экзоскелета. Генерация акустических сигналов посредством трения (фрикции) специфических экзокутикулярных образований, расположенных на теле, имеет наибольшее распространение у насекомых. Акустический аппарат фрикционного действия обычно включает в себя два специализированных экзокутикулярных образования. Одно из них чаще всего представляет собой ребристое или бороздчатое поле, другое - заостренный вырост или край какого-либо внешнего органа. Трение этих структур порождает импульсные вибрации экзоскелета. Они имеют максимальную амплитуду в зонах, жестко соединенных с трущимися структурами. [3]

О том, что насекомые слышат и опознают коммуникационные звуковые сигналы, свидетельствуют реакции двух основных типов: изменение акустической активности (фонореакция) и двигательные реакции (фонотаксис). В первом случае наблюдаются активация, торможение, альтернация (чередование) или синхронизация пения. Во втором - приближение, удаление или иные перемещения насекомого относительно источника звука.

Избирательность акустических реакций можно легко наблюдать у видов, издающих призывные и ответные звуки. Так, самки кузнечиков рода Isophya отвечают на каждый пульс сигнала самца одним-тремя короткими щелчками. Помещая перед садком с половозрелыми самками поющих самцов разных видов прямокрылых, в том числе и близких симпатрических видов Isophya, нетрудно заметить, что ответные сигналы издаются только на призывные звуки своего вида.

Многочисленные исследования положительногофонотаксиса у разных групп прямокрылых дают убедительные доказательства того, что самок привлекают видоспецифические призывные сигналы. Реакции обоих типов сохраняются и при воспроизведении сигналов, записанных на магнитную ленту, поэтому нет оснований сомневаться в том, что насекомые реагируют именно на звук, а не на какие-то иные факторы. [2]

Выводы

В течение последних десятилетий звуковая коммуникация насекомых является предметом интенсивных акустических, этологических и электрофизиологических исследований. Неослабевающий интерес к акустическим системам связи этих животных объясняется как желанием понять наиболее сложные формы их жизнедеятельности, так и необходимостью управлять поведением и контролировать численность хозяйственно важных видов. Как известно, любая система связи включает источник информации, излучатель, канал связи, приемник и адресат. В акустических системах связи насекомых их функции соответственно выполняют звуковые нервные центры, звуковые органы, среда, в которой распространяется звук, слуховая система и отделы ЦНС, использующие акустическую информацию для управления поведением. Звуковая сигнализация широко распространена в классе насекомых, с ее помощью регулируются внутри- и межпопуляционные отношения, в частности, обеспечивается встреча особей противоположного пола и репродуктивная изоляция близких видов. Важной особенностью насекомых является то, что их слуховая система состоит из меньшего числа элементов, чем у позвоночных животных, что, однако, не влияет на ее эффективность: насекомые успешно опознают биологически важные сигналы и определяют положение источника звука в пространстве. Все это делает насекомых чрезвычайно удобными объектами для изучения акустической коммуникации. Результаты биоакустических исследований, суммированные в отечественных монографиях [2; 6] и ряде зарубежных обзоров, позволили значительно продвинуться в понимании механизмов передачи, приема и обработки информации в акустических системах связи насекомых. Однако большинство таких исследований выполняется на немногих модельных видах преимущественно прямокрылых. Это обстоятельство накладывает существенные ограничения на интерпретацию получаемых данных, т.к. неизвестно, насколько широко распространены те явления и закономерности, которые удается открыть при изучении этих случайно выбранных видов насекомых.

Для устранения затруднений подобного рода необходимо проведение комплексных исследований, затрагивающих все компоненты акустических систем связи у представителей ряда таксонов, причем желательно, чтобы исследуемые объекты были связаны родственными отношениями и занимали разные экологические ниши, т.к. только в этом случае можно достоверно судить об адаптивности отдельных звеньев коммуникационной системы и изменениях, претерпеваемых ими в процессе эволюции таксона.

Список литературы:

1. Морозов В. Занимательная биоакустика. М.: Знание, 1987. 208 с.
2. Жантиев Р.Д. Биоакустика насекомых. М.: Изд-во МГУ, 1981. 256 с.
3. Еськов Е.К. Акустическая сигнализация общественных насекомых. М.: Наука, 1979. 209 с.
4. Еськов Е.К. Акустическая сигнализация насекомых. М.: Знание, 1979. 63 с.
5. Еськов Е.К. Этология медоносной пчелы. М.: Колос, 1992. 336 с.
6. Попов А.В. Акустические поведение и слух насекомых. Л.: Наука, 1985. 256 с.
7. Терентьев, А. Н. "Акустическая экология насекомых". - Москва: Наука, 2015.
8. Котляров, А. А. "Механизмы звукообразования у насекомых". - Новосибирск: Сибирское университетское издательство, 2021.
9. Савельев, П. Л. "Акустическое поведение пчел: роль звуковой коммуникации в колонии". - Журнал "Биология и охрана окружающей среды", 2022.
10. Николаев, В. Ю. "Современные методы исследования акустических сигналов у насекомых". - Журнал "ЭкоБиология", 2023.