Особенности и типы движения насекомых

Взрослые насекомые являются наиболее подвижными и активными беспозвоночными. У всех есть ноги, все способны передвигаться, причем как с небольшой, так и с огромной скоростью. Отдельные отряды способны прыгать с помощью задних ног, а другие умеют плавать на воде и под водой. Движение насекомых — одна из самых захватывающих и малоизученных тем для ученых-зоологов.

Строение тела

Значительная часть взрослых насекомых обладает тремя парами конечностей. Они зафиксированы в нижней части сегментов грудного отдела, по паре на сегмент. Как правило, ноги состоят из 5 частей, таких как:

1. Кокса (тазик).
2. Бедро.
3. Голень.
4. Вертлуг.
5. Лапка.

Представители хищных видов используют такие конечности для активной охоты, причем некоторые особи предпочитают атаковать жертву, подкравшись к ней на близкое расстояние. Как только дистанция окажется слишком маленькой, цепкие передние ноги выбрасываются с молниеносной скоростью и впиваются в жертву.

И хоть такие отличия не отыгрывают большой роли, при решении специализированных задач они являются очень важными. К примеру, у кузнечиков, которые обладают более крупными задними ногами, расположено максимальное количество мускулов в бедренной части. Заметив опасность, они могут совершать прыжки, в несколько раз превышающие по высоте длину тела. При этом медведка, которая является близким родственником кузнечиков, обладает немного удлиненными передними конечностями, которые предназначаются для копания земли.

Насекомые, обитающие в воде, характеризуются медленной скоростью передвижения, хотя отдельные виды способны двигаться очень быстро, т. к. у них имеются веслообразные придатки из волосистой бахромы. У водных жуков эти придатки находятся на задних ногах, а у клопа-гребляка — на передних.

Личинка стрекозы вообще отличается модифицированной формой передвижения. При столкновении с опасностью у нее включается своеобразный «реактивный двигатель», который выбрасывает воду из брюшка.

Специфические модификации

Существуют виды насекомых, которые не способны использовать конечности по прямому назначению. Связано это с различными модификациями, которые они перенесли при собственном усовершенствовании.

Итак, у богомолов, ведущих хищный образ жизни, ноги предназначены для прочного захвата добычи. Они обладают особыми шипами, которые гарантируют мертвую хватку жертвы.

Подобные видоизменения присутствуют и у водного клопа ранатра. Представители пчелиного семейства снабжены специальными элементами для перемещения пыльцы с растений в улей. Различные модификации ног не всегда объясняются спецификой питания. Так у самцов жука-плавуна на ногах имеются присоски для фиксации скользкой самки при спаривании.

Что касается крыльев насекомых, то они являются наиболее феноменальным явлением в мире беспозвоночных. Научившись летать, эти животные сумели эффективно осваивать наземные места, при этом их крылья, развитые из ног, полностью самостоятельны по отношению к ногам.

В отличие от птиц, у которых крылья развивались из ног, у насекомых они независимы и являются уплотнившимися выростами второго и третьего сегмента грудного отдела. Их функциональность обеспечивается мускулами, которые укреплены на основании внутри груди, а также на внутренней поверхности стенки. Опорные жилки в крыльях делают их прочными и устойчивыми к большим нагрузкам.

Многие взрослые насекомые обладают двумя парами крыльев, но существуют и исключительные виды с другим количеством. У настоящих мух крылья в задней части туловища предназначены не для совершения полетов, а для сохранения равновесия. Однако у жуков они используются именно для изменения траектории полета, в то время как передние крылья создают прочный футляр для защиты задних конечностей во время отдыха.

Назначение и типы полета

Существуют разные варианты назначения крыльев у насекомых, однако ключевая их цель — обеспечение защиты от опасности. Даже те виды, которые обладают ограниченными возможностями в плане полетов, используют крылья, чтобы сохранить свою жизнь. Что касается насекомых, способных летать более изящно и долго, то они делают это для таких задач:

1. Расселение в новое место.
2. Поиск источника пропитания.
3. Поиск партнера для размножения.
4. Выбор укрытия для кладки яиц.

Многие насекомые удивляют ученых как скоростью, так и продолжительностью полетов. Отдельные виды бабочек способны совершать умопомрачительные миграции, преодолевая сотни и даже тысячи миль. Лучшим примером такого поведения является Репейница, населяющая европейский континент. С приходом весеннего сезона насекомое перемещается далеко на север. В Америке подобные миграции совершает небезызвестная данаида, которая зимует в Мексике, но в теплый период перемещается далеко на север, вплоть до Канады. В августе и начале осени миграция происходит обратным образом — животные улетают на зимовку в теплые края.

Существуют разные типы полетов, которые предназначены для конкретной цели. Это может быть:

1. Обыденный (тривиальный) полет, который необходим для поиска пропитания, спаривания и других естественных процессов.
2. Миграционный — осуществляется с целью смены места жительства, причем как на постоянной, так и на сезонной основе.

Но подобная классификация не совсем точная, т. к. она не демонстрирует специфику функционирования крыльев насекомых в конкретных ситуациях. Поэтому ученые привыкли разделять типы полета в зависимости от способа на две группы: активный и пассивный.

Активные способы

Активная форма полета предусматривает выполнение активных движений крыльями посредством крыловых ударов. Сегодня выделяют два типа таких полетов:

1. Машущий. Происходит с помощью высокочастотных взмахов крыльями, когда животное перемещается относительно земли.
2. Стоячий. В этом случае насекомое совершает мелкие движения, зависая в воздухе на одном и том же месте.

Первая разновидность полетных способностей присутствует у всех крылатых отрядов, при этом стоячую форму могут демонстрировать только мухи, бабочки и другие редкие виды. Останавливаясь на одном месте, кончик крыла направляется по фигуре восьмерки. Если происходит смещение вперед, то эта фигура слегка «растягивается», напоминая синусоиду.

Пассивный вариант

Что касается пассивного способа полета, то для его осуществления не нужно задействовать силу мышц. Он происходит исключительно из-за силы тяжести, потоков воздуха или кинетической энергии, которая образовалась при активном полете. Ученые выделяют такие типы пассивных полетов:

1. Парашютирующий. В этом случае животное быстро подымается вверх, чтобы набрать нужную высоту, а потом расправляет крылья для создания сопротивления воздуху. Затем оно начинает медленно опускаться, имитируя движение парашютиста. Подобным образом летают поденки и мошки, особенно в период роения.
2. Планирующий. Разгоняясь до определенной скорости, насекомое начинает останавливать взмахи крыльев, расставляя их в стороны. Образованная в результате разгона сила, позволяет полету продолжаться по направлению вперед в течение некоторого времени. Такой способ пассивного полета демонстрируют насекомые с крупными крыльями, в частности, бабочки.
3. Парящий. Единственным отличием парящего полета от планирующего является использование воздушных потоков при передвижении, что обеспечивает направление вперед и вверх. В качестве примера применения парящего способа можно рассмотреть стрекоз.
4. Дрейфующий. Как и предыдущая разновидность, дрейфующий полет возможен только при воздействии внешних сил, например, ветра и вертикальных потоков. Им пользуются разные мошки, тля и прочие мелкие насекомые, которые способны преодолевать внушительные дистанции, достигающие десятков тысяч километров. Специфика полета позволяет им мигрировать на новые места, но порой приводит к губительным последствиям: крошечные животные не могут противостоять сильному ветру и часто оказываются в воде, после чего погибают. Также сильный воздушный поток может занести их прямиком к хищникам.

Скорость и дальность

Существует стереотип, что чем меньше вес насекомого, тем дальше и быстрее оно сможет летать. Однако на практике все может выглядеть совершенно иначе. Мелким созданиям приходится прикладывать массу сил, чтобы сопротивляться силе воздушных потоков, что снижает скорость их перемещения. В связи с этим наибольшую скорость демонстрируют средние и крупные мухи, стрекозы и бабочки. Однако у жуков такой принцип не задействуется, т. к. по мере увеличения размеров тела Жесткокрылые теряют аэродинамические свойства и становятся неповоротливыми.

Ученые доказали, что бабочка бражника при отсутствии ветра может лететь со скоростью 54 километра в час или 15 метров в секунду. При этом скорость полета майского хруща равна 12,6 км/ч.

Многие насекомые способны летать довольно быстро, причем этот показатель напрямую связан со способностями крылового аппарат. Чем крупнее крылья и легче тело, тем проще животному набрать нужную скорость при минимальных взмахах крыльев.

К примеру, бабочка махаона совершает до 85 взмахов крыльев в секунду, а крупный шмель вынужден делать как минимум 240 биений. Крупные насекомые сталкиваются с необходимостью совершения внушительного числа взмахов, которое может достигать 1046 раз в секунду. Ярким примером этому является комар-дергун.

Специфика, скорость и другие особенности полета тесно связаны с окружающими природными условиями, включая дождь и ветер. Многие насекомые отказываются подниматься в воздух при неблагоприятной погоде, но отдельные виды используют такие климатические условия в свою пользу. К примеру, когда скорость ветра достигает 0,7 м/с, синяя мясная муха начинает активно летать, отыскивая источник пропитания. Но как только сила потоков станет слишком большой, она начинает прятаться в укрытии.

При сезонных миграциях или расселении насекомые способны осуществлять длительные перелеты, преодолевая огромные дистанции. Однако такими способностями обладают далеко не все виды этих существ. Значительная часть видов мух способна пролететь всего лишь несколько метров, после чего наступает период покоя и отдыха. Остальные обладают нужной силой, чтобы перелететь на тысячу километров. Например, больших стрекоз часто встречали посреди Карибского моря, в местах, отделенных на 500 км от берега. Подобные явления еще раз подтверждали, что животное имеет большой запас сил и может вернуться обратно.

Форма и цвет крыльев

Крылатые насекомые могут отличаться друг от друга разными характеристиками крыльев. В первую очередь, речь идет о:

1. Форме.
2. Размерах.
3. Цвете.

Их внешние свойства играют весомую роль в жизни животного, особенно при решении специфических задач. К примеру, бабочки часто обладают широкими крыльями с закругленными концами, что необходимо для свободного скольжения от одного цветка к другому. Отдельные виды молей и мух имеют узкие крылья, которые позволяют им долго лавировать и порхать без ощущения усталости. Их крылья оснащены чешуйками и могут иметь яркий окрас или мелкий узор.

Предназначение такой раскраски может быть различным. Она используется и для опознания особей друг другом, предостережения от хищников, а также маскирования в естественной среде. Если крылья не влияют на дополнительные функции, они остаются прозрачными. В таком случае насекомые могут наслаждаться солнечным светом и поглощать его тепло для более эффективного обмена веществ в организме.

Специфика движений насекомых по-прежнему является очень интересной и увлекательной наукой. Изучая летательные способности этих крошечных созданий, можно убедиться, насколько удивительной и малоизученной является планета Земля. И полет насекомых — яркое этому подтверждение.