Jump to content

Жук-бомбардир

Жук-бомбардир
Виды брахинусов
брахинусов Виды
Научная классификация Изменить эту классификацию
Домен: Эукариоты
Королевство: животное
Тип: Членистоногие
Сорт: Насекомое
Заказ: Жесткокрылые
Суперсемейство: Карабоидея
Семья: Жужелицы
Группы включены

Жуки-бомбардиры — это жужелицы (Carabidae) из триб Brachinini, Paussini, Ozaenini или Metriini (всего более 500 видов ), которые наиболее примечательны защитным механизмом, который дал им такое название: если их потревожить, они выбрасывают горячие ядовитые химические брызги. из кончика живота с хлопающим звуком.

Спрей получается в результате реакции между двумя гиперголическими химическими соединениями, гидрохиноном и перекисью водорода жука , которые хранятся в двух резервуарах в брюшке . Когда водный раствор гидрохинонов и перекиси водорода достигает « вестибюля » ( катализаторы слово Эйснера), способствуют разложению перекиси водорода и окислению гидрохинона. [1] Тепло реакции доводит смесь до точки кипения воды и выделяет газ, который вызывает выброс. Нанесенный ущерб может оказаться смертельным для нападающих насекомых. Некоторые жуки-бомбардиры могут направлять струю в самых разных направлениях.

утверждают, что необычный защитный механизм жука Некоторые креационисты является примером того, что они называют неуменьшаемой сложностью . [2] хотя это опровергается биологами-эволюционистами. [3]

Среда обитания [ править ]

Австралийский жук-бомбардир ( Pheropsophusverticalis )

Жуки-бомбардиры обитают на всех континентах, кроме Антарктиды . [4] Обычно они живут в лесах или на лугах в зонах умеренного климата, но их можно встретить и в других местах, если есть влажные места для откладывания яиц.

Поведение [ править ]

Большинство видов жуков-бомбардиров плотоядны , включая личинку. [5] Жук обычно охотится ночью на других насекомых, но часто собирается вместе с другими представителями своего вида, когда не занимается активным поиском пищи. [6]

Анатомия [ править ]

На кончике брюшка открываются две большие железы. Каждая железа состоит из толстостенного преддверия, содержащего смесь каталаз и пероксидаз, продуцируемых секреторными клетками, выстилающими преддверие. Обе железы также состоят из тонкостенного и сжимаемого резервуара, содержащего водный раствор гидрохинонов и перекиси водорода. [1]

Механизм защиты [ править ]

Когда жук чувствует угрозу, он открывает клапан, позволяющий водному раствору из резервуара попасть в преддверие. Каталазы, выстилающие стенку преддверия, способствуют разложению перекиси водорода, как в следующей теоретической реакции:

пероксидазы Ферменты облегчают окисление гидрохинонов в хиноны (бензол-1,4-диол в 1,4-бензохинон и аналогично метилгидрохинон), как в следующей теоретической реакции:

Известная суммарная реакция, которая дополнительно объясняет теоретическую реакцию и продукты предыдущих реакций: [1]

Бензохинон

Эта реакция очень экзотермична , и высвободившаяся энергия повышает температуру смеси почти до 100 °C, в результате чего примерно пятая ее часть испаряется. Возникающее в результате повышение давления заставляет входные клапаны камер хранения реагентов закрываться, тем самым защищая внутренние органы жука. Кипящая жидкость с неприятным запахом с силой выбрасывается через выпускной клапан с громким хлопком. Железы жуков хранят достаточно гидрохинона и перекиси водорода, чтобы позволить жуку выпустить химический спрей примерно 20 раз. В некоторых случаях этого достаточно, чтобы убить хищника. [7] Основным компонентом спрея от жуков является 1,4-бензохинон, раздражитель глаз и дыхательной системы позвоночных животных.

Поток реагентов в реакционную камеру и последующий выброс происходят серией примерно из 70 импульсов со скоростью около 500 импульсов в секунду. Вся последовательность событий занимает лишь доли секунды. Эти пульсации вызваны повторяющимися микровзрывами, которые являются результатом постоянного давления на резервуар и колебательного открытия и закрытия клапана, контролирующего доступ в реакционную камеру. Этот импульсный механизм полезен для выживания жуков, поскольку система использует давление вместо мышц для выброса струи с постоянной скоростью, экономя энергию жука. Кроме того, повторное введение новых реагентов в преддверие, где хранятся ферменты, снижает температуру камеры, тем самым защищая пероксидазы и каталазы от термической денатурации. [8]

Обычно жук поворачивает свое тело так, чтобы направить струю на то, что вызвало реакцию. Отверстия желез некоторых африканских жуков-бомбардиров могут поворачиваться на 270 ° и проникать между ногами насекомого, выпуская жидкость в широком диапазоне направлений со значительной точностью. [9]

Эволюция защитного механизма [ править ]

Уникальное сочетание особенностей защитного механизма жука-бомбардира — сильно экзотермических реакций, кипящих жидкостей и взрывного выброса — было заявлено креационистами и сторонниками разумного замысла как пример неуменьшаемой сложности. [2]

Однако биологи, такие как систематик Марк Исаак, отмечают, что поэтапная эволюция механизма могла легко произойти. [3] [10] Полная эволюционная история уникального защитного механизма жука неизвестна, но биологи показали, что эта система могла развиться из защитных механизмов, обнаруженных у других жуков, поэтапно, путем естественного отбора . [11] [12] В частности, хиноновые химические вещества являются предшественниками склеротина , коричневатого вещества , вырабатываемого жуками и другими насекомыми для укрепления их экзоскелета . [13] Некоторые жуки дополнительно хранят избыток дурно пахнущих хинонов, в том числе гидрохинона, в небольших мешочках под кожей в качестве естественного средства отпугивания хищников — у всех жужелиц такое устройство. Некоторые жуки дополнительно смешивают перекись водорода, обычный побочный продукт метаболизма клеток, с гидрохиноном; некоторые каталазы, существующие в большинстве клеток, делают этот процесс более эффективным. Химическая реакция производит тепло и давление, и некоторые жуки используют последнее, чтобы выталкивать химические вещества на кожу; так обстоит дело с жуком Metrius Contractus , который при нападении выделяет пенистые выделения. [14] У жука-бомбардира мышцы, предотвращающие утечку яда из резервуара, дополнительно развили клапан, позволяющий более контролируемо выбрасывать яд, и удлиненное брюшко, позволяющее лучше контролировать направление выброса. [11] [12]

См. также [ править ]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с Анешансли, диджей; Эйснер, Т.; Видон, Дж. М.; Видон, Б. (1969). «Биохимия при 100 ° C: взрывной секреторный выброс жуков-бомбардиров (Brachinus)». Наука . 165 (3888): 61–63. дои : 10.1126/science.165.3888.61 . ПМИД   17840686 . S2CID   96158109 .
  2. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Стэнли А. Райс (2007). Энциклопедия эволюции . Издательство информационной базы. п. 214. ИСБН  978-0-8160-5515-9 .
  3. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Исаак, Марк (30 мая 2003 г.) [1997]. «Жуки-бомбардиры и аргумент дизайна» . ОбсуждениеOrigins . Проверено 3 августа 2018 г.
  4. ^ «Узнайте, как жук выживает, будучи съеденным» . Национальные географические новости . 06.02.2018. Архивировано из оригинала 8 августа 2020 года . Проверено 17 сентября 2020 г.
  5. ^ «Жук-бомбардир» . Факты и фотографии о животных . Далласское зоологическое общество. 2004. Архивировано из оригинала 8 июля 2011 г. Проверено 17 июля 2010 г.
  6. ^ Поеткер, Э. (2003). «Брахинус фуманс» . Сеть разнообразия животных .
  7. ^ Эйснер и Анешансли, 1999 г.
  8. ^ Дин, Дж.; Анешансли, диджей; Эдгертон, HE; Эйснер, Т. (1990). «Защитный спрей от жука-бомбардира: биологическая импульсная струя». Наука . 248 (4960): 1219–21. Бибкод : 1990Sci...248.1219D . дои : 10.1126/science.2349480 . ПМИД   2349480 .
  9. ^ Пайпер, Росс (2007). Необыкновенные животные: Энциклопедия любопытных и необычных животных . Гринвуд Пресс . ISBN  978-0-313-33922-6 .
  10. ^ Неуменьшаемая сложность уменьшена до размера на YouTube - GrrlScientist (17 января 2011 г.). «Непреодолимая сложность, уменьшенная до размера» . Хранитель . Это видео специально посвящено разоблачению так называемой «неуменьшаемой сложности» любимых примеров, используемых креационистами; глаз, жук-бомбардир, венерина мухоловка и бактериальные жгутики.
  11. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Вебер К.Г. (зима 1981 г.). «Миф о жуке-бомбардире развеялся» . Создание/Эволюция . 2 (1). Национальный центр научного образования : 1–5.
  12. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Исаак, Марк (30 мая 2003 г.). «Жуки-бомбардиры и аргумент дизайна» . Архив TalkOrigins .
  13. ^ Брюне, PCJ; Кент, PW (1955). «Механизм образования склеротина: участие бета-глюкозида». Природа . 175 (4462): 819–820. Бибкод : 1955Natur.175..819B . дои : 10.1038/175819a0 . ПМИД   14370229 . S2CID   4206540 ​​.
  14. ^ Эйснер, Т.; Анешансли, диджей; Эйснер, М.; Аттигалле, AB; Олсоп, Д.В.; Мейнвальд, Дж. (2000). «Распылительный механизм самого примитивного жука-бомбардира ( Metrius Contractus . Журнал экспериментальной биологии . 203 (8): 1265–75. дои : 10.1242/jeb.203.8.1265 . ПМИД   10729276 .

Внешние ссылки [ править ]

Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 6a368b3f067a4b91ce2f1802f69cf10e__1713945240
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/6a/0e/6a368b3f067a4b91ce2f1802f69cf10e.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Bombardier beetle - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)