Насекомые такие разные, что исследовать их можно неограниченно долго. Чему они могут нас научить и как с ними жить?
СКОЛЬКО ВСЕГО ВИДОВ НАСЕКОМЫХ?
Задачей классификации и упорядочивания огромного разнообразия живых организмов занимается дисциплина под названием «таксономия». С ее помощью всё живое определяют, описывают, дают названия, классифицируют. Но разнообразие и общее количество еще не описанных видов насекомых ставят перед учеными-систематиками поистине титанические задачи.
Сколько же всего видов насекомых? Сейчас их известно уже более миллиона, и ряды постоянно пополняются по мере открытия новых форм. Жуки (отряд жесткокрылые — Coleoptera) составляют самую большую группу: на их долю приходится около 40% всех видов. Это и понятно: жуки популярны среди энтомологов, к тому же они нередко отличаются крупными размерами, а потому хорошо заметны. Отсюда возник некоторый перекос описаний в пользу этой группы. По мнению ряда энтомологов, менее броские мухи (отряд двукрылые — Diptera), пилильщики, муравьи, пчелы и особенно осы, вместе составляющие отряд перепончатокрылых (Hymenoptera), могут оказаться еще более разнообразными.
Неописанные виды насекомых по количеству значительно опережают те, что нам известны. И всё же можно прикинуть, сколько еще видов ждет своего часа. Для этого оценивают разнообразие хорошо описанных групп и то, как оно меняется при переходе между местообитаниями и географическими областями, а также берут в расчет темпы описания новых видов. Попытки установить точные размеры этой богатой видами группы животных приводили к самым разным предположениями — от 2 до 30 млн и более. Но наиболее вероятные показатели находятся в интервале от 5 до 10 млн. Только сравните эти цифры с 5500 видами млекопитающих! Насекомые превосходят млекопитающих по разнообразию в тысячу раз! И всё же главная проблема энтомологии заключается не в поисках точного количества видов насекомых, а в том, где найти столько систематиков, чтобы все эти виды описать.
КАК МЫ БУДЕМ С НИМИ СОСУЩЕСТВОВАТЬ?
Насекомые невероятно успешны с точки зрения эволюции. Их тела состоят из жестких, но подвижно сочлененных частей наружного скелета, или экзоскелета, в котором можно выделить три основных сегмента; у них есть шесть ног, до четырех крыльев и целый арсенал рецепторов, чувствительных к свету, химическим веществам и физическим колебаниям. Очевидно, что мать-природа хорошо потрудилась при создании столь эффективной конструкции. Ее творение дало начало удивительному разнообразию форм, которые смогли освоить самые разные экологические ниши. Отдельные представители (например, клопы-водомерки рода Halobates) облюбовали для жизни даже поверхность открытого океана.
В то же время удивительная приспособляемость насекомых приводит к столкновениям со сферой интересов человека. Насекомые уничтожают наши урожаи, поедают запасы, заражают нас болезнями, например малярией и бубонной чумой, портят висящую в шкафах одежду, кусают во время пикника и роятся над нашей едой, поселяются в волосах детей и вообще заставляют чувствовать себя паршиво.
Когда насекомые превращаются во вредителей, с ними приходится бороться средствами химической или биологической защиты. Но скоро у нас будет еще более активное земледелие и более высокая плотность народонаселения. Как мы собираемся сосуществовать с разными видами насекомых, которые выступают в роли вредителя по отношению к человеку, но могут быть важным элементом экосистемы?
Поиски сбалансированного контроля популяций вредителей и повышение урожайности — задача для энтомологов и растениеводов. Нужно создавать генетически модифицированные культуры и искать новые методы биоконтроля. Без углубления знаний о насекомых и их геноме это невозможно.
ЧЕМУ МЫ МОЖЕМ У НИХ НАУЧИТЬСЯ?
Насекомые умеют делать много интересного, и некоторые из их навыков недурно бы перенять. Подобный плагиат в отношении природы вырос в целую науку — бионику. В ее основе лежит использование природных физических свойств в качестве решений для конкретных инженерных задач. Так, физические особенности насекомых, такие как микросочленения экзоскелета или подвижное крыло, ценны для микротехники. Впрочем, насекомые — это нечто большее, чем просто «микромеханизмы».
Организм насекомого функционирует на стыке взаимодействия физических, химических и биологических факторов. Усики — физические структуры, соединенные с нервной системой и передающие ей мощное возбуждение от малейших химических раздражителей. Столь эффективные сенсоры могли бы служить прототипом для приспособлений на основе химических детекторов. Наружный скелет насекомых покрыт сложными выделениями из водостойких восков и других веществ, которые представляют интерес для материаловедов. Поэтому многие энтомологи плодотворно сотрудничают с учеными из других областей, чтобы как можно больше секретов из мира насекомых стали достоянием мира людей.
Возможно, еще большему мы могли бы научиться у социальных насекомых, живущих в сложно организованных колониях, — таких как медоносные пчелы, муравьи и термиты. Структура их сообществ разительно отличается от наших, но сталкиваются они с теми же проблемами. Муравьи, бегущие за пищей по химическому сигналу, которым отмечена их тропа, функционально напоминают потоки электронных сообщений в сети или грузовики курьерской службы. Человек уже обращался за вдохновением к этим самоорганизующимся системам — муравьиным гнездам, эффективно распределяющим потоки муравьев-фуражиров без необходимости в централизованном контроле. Разработаны даже соответствующие математические алгоритмы, например муравьиный алгоритм, или ACO (ant colony optimization), используемый предприятиями для решения сложных задач по маршрутизации. Не исключено, что по мере познания всех сложностей устройства общественной жизни насекомых мы еще немало сможем у них позаимствовать.
(с) Адам Харт