Комахи у житті людини - НАУКОВА БІБЛІОТЕКА
Комахи у житті людини
Надзвичайно багатий на різноманітність життєвих форм і займає практично всі куточки планети світ комах характерний тим, що постійно стикається з різними сферами інтересів людини.
У чому їхня вина?
Як відомо, всі природні процеси у природі ідеально збалансовані. Але іноді людина порушує цю рівновагу, наприклад, тим, що починає активно культивувати необхідні йому рослини. В результаті вони нападають на таких комах, як яблуневий квіткоїд, попелиця, озима совка, клоп-черепашка, жук-короїд, вусач, златка та інших. Або, наприклад, як було показано вище, при штучному підтриманні на певній території високої концентрації посівів картоплі відбувається надмірне поширення колорадського жука. Але всі ці комахи, як і багато інших, так звані «шкідники», покликані утримувати екологічний баланс. І вони вірно служать, не допускаючи надмірного захоплення якоюсь рослиною життєвого простору. Що було б із нашою планетою, якби все живе розмножувалося без обмежень? Достатньо згадати різні ситуації, що склалися в Австралії. Хоч би яких представників живого світу туди люди завезли (кроликів, горобців європейських коропів, жабу – агу, екзотичні рослини) – так одразу відбувається національне лихо. Порушується екологічна рівновага, зменшується кількість родючих земель, а деякі рослини та тварини зникають із цієї землі назавжди. Іноді насилу ситуацію вдається взяти під контроль. Наприклад, завезені людиною кактуси поширилися настільки, що змусили залишати придатні до землеробства ділянки. Припинили «навалу» сукулентів та збалансувалиекологічна рівновага спеціально привезені «кактусоїдні» комахи.
Чимало клопоту завдають мешканцям спекотних регіонів терміти. Їм достатньо кількох місяців, щоб міцний будинок перетворився на потерть. Для запобігання цьому навіть розроблено правила спеціального протитермітного будівництва. Але тут немає жодної провини «шкідливих» термітів. Вони мають своє конкретне призначення, а тому чудово і невтомно працюють, переробляючи «мертву» деревину, щоб очистити від неї природу та збільшити родючість ґрунтів. З такою ж методичністю терміти готові знищити всі дерев'яні твори людських рук. Адже ті виготовлені з неживої, а отже, за «поняттям» термітів, непотрібної природи деревини.
Не приносить людині радості та спілкування, наприклад, з такими комахами, як таргани, найчастіше його побутовими супроводжуючими. Найчастіше вони влаштовуються в будинку за відсутності в ньому чистоти. Але якщо людина не стежить за порядком, то для її блага, так само як і для блага планети, існують тварини, які призначені бути санітарами і очищати землю і житла від нечистот і покидьків.
Людина веде невтомну боротьбу з неугодними йому живими істотами не так на життя, але в смерть. Але комахи живуть, розмножуються, та його популяції успішно процвітають. Про це «дбає» закладена в організмі кожної живої істоти спадкова програма захисту особини від загибелі та виду загалом від зникнення.
Чи потрібні людині комахи?
Лише мала частина комах (близько 1%) завдає мимовільної шкоди діяльності. Здебільшого комахи відіграють найважливішу роль підтримці екологічного рівноваги Землі, отже, й у людини. Конкретна допомога комах людям у тому, що вони покращують родючість ґрунту тазапилюють квітки культурних рослин, підвищуючи їх врожайність, виробляють мед, віск та лікарські речовини, барвники соковитих квітів, лак, шовк та багато іншого. Комахи деяких видів «відповідають» за запобігання неконтрольованому розмноженню шкідників сільського господарства. Крім того, комахи є об'єктом для наукових досліджень, а також індикатором забруднення навколишнього середовища. А ще комахи нерідко є джерелом високої естетичної насолоди і як багато інших представників живого світу, не служачи нам ні для їжі, ні для одягу, ні для інших корисних цілей, приносять величезну радість. Вони несуть у собі красу, просто красу заради краси. Прекрасні не лише квіти, птахи, звірі, а й метелики, жуки, бабки та інші комахи, які радують око своїми химерними формами, малюнком та гамою квітів, а також співом, граціозними рухами.
Значення комах для життя людини добре висвітлено у навчальній та науково-пізнавальній літературі. Тому ми зупинимося лише на деяких питаннях, які доповнюють відомості про співпрацю людини з цими найдивовижнішими представниками світу живого.
Людина вивчає комах
Інтерес біоніків
Слово «біоніка» перекладається з грецької як «елемент життя». Вчені та інженери за допомогою біоніки намагаються знайти відповіді на багато загадок, які постійно і невтомно підносить світ живого і відшукати в них моделі майбутніх пристроїв та приладів. Біоніка є одним із наукових напрямів у кібернетиці, що вивчає загальні закономірності процесів управління та передачі інформації в машинах, живих організмах та суспільстві. Вона займається вивченням структури, систем управління та процесів життєдіяльності організмів живих істот, щоб використати виявлені закономірності у практичних цілях.Ці знання застосовуються при вирішенні інженерних завдань та в розробці технічних систем, подібних за своїми характеристиками до живих організмів та їх частин. Біоніка як галузь науки суміжна з біологією, фізикою, хімією, причетна до електроніки, навігації, зв'язку та багатьма іншими галузями науки та техніки тонких технологій.
Більшість людських винаходів зроблено за аналогією з природними. Це різні пристрої та автоматизовані лінії, системи управління виробництвом та контролю якості продукції, сенсорні прилади та пошукові системи, штучні мови та способи їх розшифрування. Але чим далі біоніка просувається у своїх знаннях про будову та системи управління живого організму, тим більше вчені переконуються у величезній перевазі біологічних систем над розробками людини на всіх рівнях, у тому числі молекулярному. При цьому все більше уваги приділяється комахам. А вони, дивуючи та захоплюючи біоніків досконалістю своїх пристроїв та унікальних систем, не поспішають розкривати їм свої таємниці.
Таємниці польоту
Особливо вражає геніальність винаходів, закладених в організмі тварин, коли людина намагається наблизитися до них у своїх технічних рішеннях. Все більше і більше питань приносить вивчення бабок. Ця комаха з легкістю піднімає в повітря вантаж, який у п'ятнадцять разів перевищує її власну вагу. Як вдалося з'ясувати, це відбувається завдяки особливому влаштуванню крил. Вони створюють над своєю верхньою площиною особливі завихрення, у яких криється секрет небаченої підйомної сили бабок. Вчені та інженери досі не зуміли використати цей секрет в авіабудуванні.
Політ комах відрізняється і чудовою маневреністю. Так, бабки деяких видів досконало володіють фігурами вищого пілотажу. Вони з легкістювиконують «мертву петлю та «бочку». А мухи, бабки, метелики, оси, бджоли ряду видів легко змінюють напрямок польоту і здатні рухатися у будь-який бік, у тому числі тому. Метелики бражники, які харчуються нектаром, спритним маневром обгинають перешкоди і можуть довго зависати над квітами, як це роблять колібрі.
Складність та доцільність
Отже, такі мініатюрні істоти, якими є бабки, метелики, жуки, джмелі та інші комахи, наділені дивовижними пристроями та льотними здібностями, які використовують закони аеродинаміки, механіки, автоматики. Сучасна наука, зі своїм широким арсеналом знань та дослідницької техніки, так і не може визначити витоки «мудрості» організму комах і розгадати численні секрети цих істот. Більшість людей думає, що мине ще трохи часу, доки будуть створені досконаліші прилади, розширяться наукові горизонти, і основні таємниці живих створінь будуть розкриті. А може, варто погодитися з тими вченими, які вже давно усвідомили одну з головних істин життя: чим глибше поринаєш у внутрішній світ живого, тим більше проявляється його незбагненна складність та доцільність?
«Інженерне диво» у комах
Недоступний поки розуміння та відтворення пристрій демонструє ціла група перетинчастокрилих комах – вершників. Вони наділені «інструментом», подібним до нашого свердла, але набагато досконалішим і мікромініатюрним. По-перше, це «інженерне диво» комах тонше за людське волосся, і водночас легко просвердлює в корі і навіть у досить міцній деревині отвори глибиною 5–6 см. По-друге, таке досконале «свердло» ніколи не тупиться. А по-третє, воно ще й забезпечене дуже зручними для роботи комах пристроями автоматичного видалення.утвореної тирси. Знання про будову подібних органів та принципи їх дії становлять великий інтерес, оскільки можуть стати корисними при створенні деталей та пристроїв мініатюрних приладів.
Дивують та захоплюють складність, доцільність та повну відповідність один одному пристроїв організму комах та поведінкових прийомів. Достатньо простежити за витонченою осою-аммофілою. З віку в століття вона риє норки для гнізд за допомогою потужного пристрою подібного до відбійного молотка. Невеликий повітряний мішечок для пневматики розташований у її грудях між м'язами, що керують роботою крил. Приступаючи до роботи, оса активно махає крилами. Їхні коливання, поперемінно стискаючи мішечок, швидко посилають порції повітря каналами-«шлангами» до основи щелеп, які починають вібрувати. Варто осі доторкнутися ними до камінчика, щільно спаяного глиною, як він відлітає убік.
Інтерес біоніків здавна приваблюють засоби комунікації водних комах – дивовижний механізм дії звукового та слухового «апаратів». Вивчення будови та функціонування цих живих «приладів» дозволило розробити оригінальний спосіб зв'язку між судами у водному середовищі. Зв'язок почав здійснюватися без виходу сигналів в атмосферу, щоб уникнути перехоплення та розшифрування інформації.
За подобою живих аналізаторів
Біоніки роблять спроби створити електронний штучний ніс, який працює за принципом досконалих аналізаторів запахів комах. І хоча вчені досягли деяких успіхів, вони все ж таки визнають, що ці рукотворні прилади неможливо порівняти з живими аналізаторами. Для хімічної локації комахи використовують перисті антени-усики, усаджені хеморецепторами – своєрідними мініатюрними біодатчиками. Їхня чутливість просто вражає. Так, наприклад, самки метеликівТутового шовкопряда виділяють речовину, яку назвали «бомбікол» (від латинської назви шовкопряда). Навіть незначна його концентрація приводять самців у сильне збудження – вони починають тріпотіти крилами і здійснювати обертальні рухи тілом. Які мінімальні концентрації бомбікола може відчути самець? Цифра ця напрочуд мала. Самцю шовкопряда підносили скляну паличку з краплею розчину бомбікола, в якому містилася мільйонна частка піктограма (один піктограм дорівнює одній мільйонній частці грама) цієї речовини. І цього було достатньо, щоб самець починав сильно тріпотіти крилами. Крім того, біохіміки, вивчивши склад бомбікола, отримали чотири стереоізомери з'єднання і відкрили ще одну дивовижну якість самців непарного шовкопряда. Ті не тільки вловлюють своїм аналізатором мінімальну кількість бомбікола, а й розрізняють стереоізомери пахучих речовин, тобто конфігурацію молекул. На питання, яким чином вони це роблять, вичерпної відповіді поки що немає.