June 28th, 2021

Коммуникация у светляков


 

С.Б. Ланда

Санкт-Петербургский институт ядерной физики им. Б. П. Константинова РАН
188350 Гатчина, Орлова роща

 

Введение

Для сохранения жизни и продолжения рода животные уже на самых ранних стадиях эволюционного развития должны были выработать способность к коммуникации, т. е. к приему и передаче биологически значимой информации. Это свойство оказалось настолько полезным, что для коммуникации в животном мире используются практически все сенсорные каналы. Однако наибольшая эффективность и дальнодействие достигаются при использовании зрительной, слуховой и обонятельной сенсорных систем. Обычно они используются в комплексе.

Для изучения принципов коммуникации удобной моделью могут служить насекомые, которые, с одной стороны, обладают сравнительно простой нервной системой, включающей относительно небольшое число элементов, а с другой стороны, все разнообразие поведенческих реакций у них часто может быть сведено к набору комплексов фиксированных действий.

Системы коммуникации с использованием зрения обычно строятся на принципах анализа пространственной информации, такой, как цвет, форма или особенности движения носителя коммуникативного сигнала. Системы, использующие слуховой сенсорный канал, строятся на принципах анализа временных или частотных параметров коммуникативного сигнала. Каждый из этих сенсорных каналов в плане коммуникации имеет свои преимущества и свои недостатки. Для мелких животных и, в частности насекомых, зрение далеко не всегда эффективно, так как они обитают в густой растительности, что сильно ограничивает поле зрения. Кроме того, под давлением хищников многие насекомые перешли к ночному образу жизни, что тоже снижает эффективность зрительного сенсорного канала. В то же время использование звуковых сигналов демаскирует животных значительно сильнее и чаще обоих партнеров по коммуникативному процессу. Это особенно существенно для самок в связи с размножением.

Однако в процессе эволюции у животных появилась коммуникативная система, использующая зрительный сенсорный канал, но основанная на анализе временных параметров коммуникативного сигнала. Эта группа животных приобрела способность испускать и анализировать световые сигналы. Впервые описание таких сигналов и комплекса фиксированных действий, связанного с размножением у светляков было сделано в 1911 г. [135].

Способность живых организмов испускать свет -- биолюминесценция в процессе эволюции впервые возникает у облигатных анаэробных бактерий как механизм связывания кислорода, токсичного для этих организмов [30, 160]. В настоящее время в животном царстве среди 25 типов виды, обладающие биолюминесценцией, обнаружены в 12. У членистоногих люминесцирующие виды встречаются у Pycnogonida, Eucrustacea, Diplopoda, Chilopoda и Insecta [86]. Особенно представительна эта группа в классе насекомых, где люминесцирующие виды сосредоточены в основном в отряде Coleoptera, в надсемействах Cantharoidea и Elateroidea (два рода). Несколько люминесцирующих видов обнаружено в отрядах Diptera и Homoptera. Кроме того, в отрядах Lepidoptera, Isoptera, Ortoptera, Ephemeroptera и Heminoptera имеются виды, образующие симбиоз с люминесцентными бактериями [119, 125]. Наибольшее количество видов (около 2000), обладающих собственной биолюминесценцией, сосредоточено в семействе Lampyridae [136], хотя и в этом семействе встречаются виды, этим свойством не обладающие. В настоящем описании мы в основном сосредоточим внимание на видах именно этого семейства, хотя наши рассуждения будут затрагивать и виды семейства Elateridae (род Pyrophorus) и Phengodidae (рода Phengodes и Phrixothrix).

 

Collapse )

Страница в стадии редактирования и наполнения рисунками, так что советую заглядывать не один раз