Практическая биология для школьников - Ксения Михеева

тружениками, с ними сравнивают трудоголиков, людей, увлечённых своей работой, тех, кто в вечных хлопотах. Это сравнение справедливо. Медоносные пчёлы – общественные насекомые, живущие семьями со строгим укладом и внутренней иерархией. Их делят на три касты по рангу: матка, рабочие пчёлы и трутни. Первые две касты – всегда самки, последняя – самцы.

Задача матки – воспроизведение потомства, поэтому она откладывает яйца. Она получает усиленное питание в период роста и развития, а в дальнейшем превосходит других особей размерами. Рабочие пчёлы выполняют все прочие обязанности, не связанные с размножением, которые очень многочисленны. Чистят и чинят улей, ухаживают за личинками, собирают нектар и заготавливают мёд, кормят матку, защищают семью и т. д. Трутни отличаются от других каст не только полом, но и набором хромосом: он уменьшен вдвое, потому что не содержит копий. Так происходит потому, что появляются самцы путём партеногенеза – полового размножения, при котором зародыш развивается из неоплодотворённой яйцеклетки. У них только одна задача – оплодотворение матки, поэтому трутни живут недолго и занимают самую нижнюю ступень пчелиной иерархии.

Не менее интересны и другие общественные насекомые, например, муравьи и термиты. Как и у медоносных пчёл, у большинства видов муравьёв каста рабочих – это самки, выполняющие большинство обязанностей. Интересно, что эти насекомые могут выращивать грибы, принося в свои муравейники споры, а некоторые даже содержат «в рабстве» муравьёв других видов, воруя чужие личинки, выращивая их, а потом отправляя работать.

С муравьями ещё тесно связана тля – это маленькие, чаще всего, зелёные насекомые-вредители, которых можно часто увидеть на плодово-ягодных деревьях или розах. Они питаются соками растения, повреждают его и вызывают заболевания, сильно вредят культурам. Конечно, садоводы их не любят. Но при чём здесь муравьи и почему их появление на участке тоже совсем не приветствуется? С ними зелёные вредители вступают во взаимовыгодные отношения, одну из форм симбиоза. Муравьи защищают тлю от хищников, а взамен получают сладкое сахаристое вещество – падь, которую тля выделяет как побочный продукт. Падь они используют в пищу и для выкармливания личинок. Получается, муравьи как пастухи выгуливают своё стадо, следя за тем, чтобы всё было хорошо, а потом собирают «урожай».

Отдалённо похожи на муравьёв термиты – родственники тараканов. В доме место их обитания легко обнаружить по характерному запаху нафталина, ассоциирующемуся со старыми вещами и рождающему ностальгию по детству. Раньше нафталин продавали в хозяйственных магазинах, обычно в виде шариков, которые раскладывали на антресолях, в шкафах, на чердаке для отпугивания моли. Многим этот резкий запах знаком по дому бабушек и дедушек, которые использовали такие средства.

Термиты выделяют нафталин для защиты своих гнёзд от пришельцев и потенциальных врагов, например, муравьёв и круглых червей – нематод, а также от плесени и других грибков. Питаются различной растительной пищей, в том числе древесиной, поэтому относятся к очень неприятным вредителям, способным нанести существенный урон деревянным сооружениям. Интересно, что они не способны расщеплять клетчатку, как и многие другие животные, а ведь это для них главный источник питательных веществ. Как же решается эта проблема?

Напомню, что в нашей толстой кишке живёт множество микроорганизмов, некоторые из которых сбраживают клетчатку, помогая нам частично её перерабатывать. Подобные микробы есть и в организме термитов, точнее, у них всё устроено сложнее. В пищеварительной системе этих насекомых обитают микроскопические простейшие существа со жгутиками (хвостики, с помощью которых они двигаются), а уже внутри их клеток живут бактерии, расщепляющие целлюлозу. Получается своеобразная матрёшка: при этом все три группы организмов охотно поддерживают такие взаимоотношения, получают от них пользу.

Термиты живут колониями, делятся на касты с чёткой иерархией. Самую высшую ступень занимает царская пара – самка и самец, производящие потомство. При этом самка часто становится полностью неподвижной: её брюшко многократно увеличивается, а мышцы редуцируются, что просто не позволяет ей сдвигаться с места. Другие термиты кормят её и ухаживают за ней. Вторая ступень досталась рабочим, на «плечи» которых падает вся работа, в том числе грязная. Они должны заботиться о личинках, добывать пропитание, ухаживать за царской парой и т. д. Третья ступень занята солдатами – очень агрессивными представителями семьи, в обязанности которых входит защита термитника от посягательств. При этом у них не развиты органы зрения, поэтому они вслепую набрасываются на любого потенциального врага.

Деление на касты и иерархия у общественных насекомых заложены генетически. Подобное устройство семьи и распределение обязанностей повышают вероятность выживания потомства и сохранение вида.

Зачем растениям колючки

За обсуждением общественных насекомых мы незаметно подошли к кустам шиповника и роз. Вы когда-нибудь задавались вопросом, зачем этим прекрасным растениям шипы и колючки? Это защита от поедания животными: натыкаясь на острые выросты, те быстро прекращают жевать побег.

Иногда такие приспособления служат и другой цели – помогают сохранять воду в растении, ограничивая испарение (транспирацию). Оно подобно потоотделению у человека: через специальные структуры – устьица – удаляется лишняя жидкость, унося с собой тепло. Это охлаждает. Но в условиях недостатка воды, например, в пустыне или саванне, чрезмерная транспирация грозит иссушением, поэтому её нужно сократить. Обычно жидкость испаряется с поверхности листьев: чем они крупнее, тем больше воды покинет клетки растения. Поэтому отличный выход – видоизменение, превращение листа в иголку, колючку. Такое происходит у хвойных растений, кактусов и других.

Колючки и шипы имеют разное происхождение: это могут быть видоизменённые листья, части побега или же вырост покровной ткани (эпидермы). Последнее как раз характерно для розы. Если внимательно осмотреть шипы, заметно, что они растут неупорядоченно, хаотично, в то время как, например, колючки кактуса отходят из строго определённых мест на побеге. У этих видоизменений разная анатомия, что влияет на внешний вид и расположение. Но и то, и другое прекрасно справляется с защитной функцией.

Деревья плачут?

Возможно, родители или бабушки с дедушками когда-то говорили вам, что нельзя ломать деревья, потому что им «больно» и они «плачут». Конечно, у растений нет характерных для человека болевых рецепторов и слёзных желёз, но всё же они обладают чувствительностью и выделяют вещества при получении ран. Например, очень хорошо знакома нам природная смола. Что же это такое?

Это аморфное вещество, которое быстро застывает на воздухе. Но при высоких температурах размягчается, увлекая всё попадающееся на пути в свою липкую массу. Оно может быть удивительно прозрачным, как стекло, или же обладать оттенком, создающим впечатление заблудившегося в льдинке солнечного лучика.

Смола образуется в секреторных клетках, которые относят к выделительным тканям. После образования находится в специальных хранилищах или по смоляным ходам вытекает наружу.

Смолы выделяются у многих растений, но их состав очень различен. Могут содержать эфирные масла