Какими бы мощными ни были наши мышцы, физические способности человека и всех других животных серьезно ограничены. Конечно, есть отдельные волокна, способные к сильным, но медленным или к быстрым, но слабым сокращениям, и даже такое разделение труда никогда не позволит пробежать стометровку за пять секунд или прыгнуть на десять метров в высоту.
Если такие достижения мерить относительными (в сравнении с ростом, скажем) величинами, то и то, и другое доступно насекомым, которые хотя и не знакомы с приспособлениями вроде лука или катапульты, но за миллионы лет научились использовать те же принципы для запасания энергии.
семейство равнокрылых хоботных насекомых, родственное цикадам. Отличаются от цикад меньшими размерами (до 5–10 мм), и рядом других признаков – глазков у них только 2, между передними крыльями есть щиток, а сами передние крылья бывают кожистыми и иногда довольно яркими, напоминающими надкрылья жуков или клопов. Голени передних ног у пенниц нерасширенные. Распространены пенницы в тропиках и в умеренном поясе; это тоже довольно богатая видами группа хоботных.
Известно более 1300 видов, но у нас их значительно меньше – всего около двух десятков видов. Далеко не все замечают взрослых пенниц. Будучи потревожены, они падают на землю; поэтому те, кто хотят с ними познакомиться, должны научиться собирать их путем «кошения» сачком или отряхивания растений на подложенные под них полотнища. А вот личинок, вероятно, знают многие. Именно по особенностям, свойственным личинкам, пенницы получили свое название. Питаясь на поверхности стеблей и листьев различных растений, обитающие в довольно сырых местах личинки пенниц выводят через анальное отверстие много жидкости, содержащей; повышающий ее вязкость муцин. Личинка вспенивает эту жидкость, выделяя в нее время от времени пузырьки воздуха через снабженные особыми складками-клапанами задние дыхальца. В результате личинка на поверхности растения оказывается покрытой пеной, несколько похожей на скопление слюны. Поэтому такие выделяемые пенницей скопления жидкости получили в народе название «кукушкины слюнки». Эти «слюнки» совершенно необходимы личинке пенницы: в сухом воздухе она быстро погибает.
Интересно, что некоторые виды пенниц в более сухих местностях переходят на подземные части растений, в почву, и тогда они не выделяют «слюнок». Это тоже косвенно показывает, что роль пенистых выделений заключается в смачивании нежных покровов для защиты от высыхания: в почве высыхания почти не происходит, и надобности в такой защите нет.
В Австралии относящиеся к пенницам, но не очень на них похожие махероты (Macherotes) обвивают ветки деревьев, в соках которых много кальция, чехликом из своих выделений, богатых углекислым кальцием. У крылатых взрослых махеротов на голове и на переднеспинке имеются длинные выросты, делающие их похожими на представителей следующего семейства (Membracidae). У нас из пенниц чаще всего встречается ольховая пенница (Aphrophora alni). На многих травянистых растениях по берегам рек легко встретить пенистые гнезда обыкновенной слюнявницы (Philaenus spumarius). При разборе насекомых, собранных при кошении сачком, привлекает внимание черная с красными пятнами на брюшке и на передних крыльях раненая пенница (Tricephora vulnerata).
Это в сто с лишним раз больше её собственного роста.
Насекомые семейства пенниц «лично» большинству из нас не знакомы, но наверняка каждый видел на отдельных травинках взбиваемую их личинками пену.
Наверное, если выбирать единственную черту членистоногих, позволившую этому типу распространиться, достичь вершины прогресса, то это будет именно экзоскелет. Жесткий панцирь ограничивает размеры и весит несколько больше, чем кости. Зато он же обеспечивает защиту и дает уникальные возможности для развития новых приспособлений, будь то крылья или органы тактильной чувствительности.
Он же позволяет запасать кинетическую энергию, как в натянутой тетиве. Например, «взведенные» челюсти креветки схлопываются всего лишь за 5 миллисекунд – цифра недостижимая при непосредственном использовании мышечной силы. А сгибающий кутикулу муравей укладывается в одну тысячную секунды.
Вместо жил в роли тетивы зачастую выступает белок резилин, входящий в состав панцирей и способный накапливать упругую деформацию.
Его находили у пчел, стрекоз и мух, блохи, как предполагается, способны на свои полуметровые подвиги именно благодаря ему, а цикадам он помогает генерировать высокочастотные звуки. Эластические свойства этого белка поражают: нити, выделенные у стрекоз, можно в течение месяца держать растянутыми в два раза, и после этого они самостоятельно вернутся в прежнее состояние.
Его же Малкольм Берроуз, Стивен Шоу и Грегори Саттон решили поискать у ольховых пенниц и слюнявиц из того же семейства. Статья британских и канадских учёных опубликована в BMC Biology.
Поиски белка не заняли много времени: хотя нити резилина и бесцветны, они отлично флуоресцируют, что совсем не характерно для остальных белков панциря слюнявицы. Вот только сначала обнаружившие его ученые были удивлены малым количеством упомянутого белка, которого было бы просто недостаточно для 70-сантиметровых прыжков. Вместо 160 микроджоулей, необходимых для совершения рекордных прыжков, столько белка даёт не больше 5 мкДж.
Присмотревшись, они увидели, что он сосредоточен в жестких плевральных арках, образуя с жесткой кутикулой настоящий «композитный лук».
skin: article/incut(default)
data:
{
"_essence": "test",
"incutNum": 2,
"picsrc": "Это не Дарт Вейдер, а флуоресцирующий белок резилин, образующий две характерные голубые дужки в плевральных арках пенницы. // Burrows et al, BMC Biology 2008",
"repl": "<2>:{{incut2()}}",
"uid": "_uid_2845982_i_2"
}
Этого уже достаточно. Пока пенница сидит на травинке, подходящие к кутикуле изнутри мышцы медленно, но сильно сокращаются, даже повышая свою производительность с помощью своеобразного рычага. И как только вы потревожите животное, мышцы расслабляются, и пенница взмывает вверх за миллисекунды.
Правда, завидовать их способностям не стоит: при катапультировании ускорение достигает 400g, а человеческое тело таких перегрузок не выдерживает. Лучше завидуйте Исинбаевой.
