Переход из прожорливой гусеницы в имаго (у умных людей в очках взрослое насекомое называется «имаго») - это не просто смена гардероба. Это капитальный ремонт с полной заменой комплектующих.
Сегодня разберем один из самых интересных вопросов, который нам задавали в комментариях! Готовы узнать, как личинка полностью «пересобирается» во взрослую особь с совершенно другими запчастями? Усы и хвосты расскажут))
Весь этот сложный биологический процесс не происходит сам по себе. Им управляет строгая химическая бюрократия из трех главных гормонов. Они работают как светофор на перекрестке жизни насекомого.
Первый - ювенильный гормон. Это химический «тормоз старения». Пока его много в крови, личинка может расти, линять, менять кожу, но она остается личинкой. Он буквально говорит организму «тебе еще рано взрослеть, иди жри вон тот лист».
Второй - экдизон. Гормон линьки и трансформации. Когда личинка набирает критическую массу, мозг снижает выработку ювенильного гормона и дает мощный залп экдизона. Это зеленый свет для начала перестройки. Экдизон командует «время жрать вышло, делаем кокон».
И третий - бурсикон. Гормон финальной сборки. Он включается на самом последнем этапе, чтобы запустить затвердевание нового хитинового панциря и помочь расправить крылья.
Куколка снаружи кажется неподвижной и скучной, как очередь в МФЦ. Но внутри нее разворачивается то, что я называю «пересборочная сметана». Как только экдизон дает команду, организм совершает добровольное харакири. Включается процесс под названием гистолиз. Внутренние органы, мышцы и ткани личинки начинают растворять сами себя с помощью специальных ферментов. Бывшее ползающее существо буквально превращается в густой, питательный супчик.
В этой жиже нетронутыми остаются лишь нервная система (кто-то же должен контролировать этот кошмар), сердце и крошечные островки клеток, о которых пойдет речь дальше.
Как из однородного бульона вдруг собирается сложное насекомое с крыльями, фасеточными глазами и усами? Секрет кроется в имагинальных дисках. Это генетические «чертежи» будущего жука, которые закладываются еще на стадии яйца. Пока личинка ползает и ест, эти группы клеток спят и никак себя не проявляют. Они похожи на схемы подключения лампочек, которые просто лежат и пылятся в бардачке старого автомобиля.
Когда запускается метаморфоз, имагинальные диски просыпаются. Они используют окружающий их питательный бульон из растворенных старых тканей как строительный материал. Один диск отвечает за формирование левого крыла, другой - за правый ус, третий - за ноги. Клетки начинают стремительно делиться, разворачиваясь из плоских дисков в объемные трехмерные органы. Смотрели фильм «Трансформер»? Помните процесс перехода из машины в робота? Вот примерно тоже самое, только не в компьютерной графике, происходит в каждом коконе.
Время, которое насекомое проводит в состоянии жидкого супа, сильно зависит от погоды за окном и конкретного вида. Единого стандарта тут нет.
Обычные мухи или мелкие бабочки могут провернуть всю эту грандиозную перестройку всего за 7-14 дней. Многие жуки и бабочки уходят в стадию куколки осенью и проводят в ней всю зиму, это 5-6 месяцев. Их метаболизм замирает, чтобы переждать холода. Некоторые крупные тропические жуки или цикады могут оставаться в подземных коконах по несколько лет, дожидаясь идеальных условий окружающей среды.
Зачем природе понадобилось устраивать этот анатомический цирк с растворением тел? Ответ прост - жесткое разделение обязанностей и устранение конкуренции. Личинка - это ходячий желудок. Её единственная задача - накопить массу. Она не тратит энергию на поиск партнера, полет и красоту. Она просто превращает листья или древесину в калории.
Взрослая особь - это крылатый хитиновый романтик. Жуку больше не нужно расти. Часто у взрослых насекомых даже нет развитого рта, они живут за счет запасов куколки. Их цель - найти пару, расселиться на новые территории и оставить потомство.
Если бы дети и родители претендовали на одну и ту же еду, они бы просто истребили друг друга. Возникла бы нездоровая конкуренция за ресурсы. Метаморфоз позволяет им жить в совершенно разных мирах. Гусеница грызет кору на дереве, а получившийся из нее жук пьет нектар на цветах. И никаких тебе семейных скандалов за ужином.
И самое интересное! Если мозг и нервная система насекомого превращаются в жидкое пюре, стирается ли при этом память? Ученые (в очках, конечно) решили это проверить и устроили гусеницам настоящий допрос с пристрастием. Они взяли личинок бабочек и научили их бояться определенного запаха, совмещая его с легким ударом тока (добрые ребята!). Гусеницы быстро поняли намек и стали уползать, едва учуяв этот аромат. Затем исследователи дождались, пока подопытные окуклятся, растворятся, соберутся заново и превратятся в бабочек.
Результат удивил всех - взрослые бабочки, которые никогда в жизни не видели тока и не имели гусеничных ног, при появлении того самого запаха резко пускались наутек. Оказалось, что даже во время тотального растворения тканей ключевые участки нервной системы - так называемые грибовидные тела мозга - сохраняются. Жук буквально проносит воспоминания своего детства сквозь биологический блендер.
Когда процесс «перезагрузки» завершается, под действием гормонов куколка лопается. На свет появляется какой-нибудь, например, жук, которого внешне вообще ничего не связывает с его прошлым телом, но внутри сохранились старые привычки. Новое тело покрыто прочным хитиновым панцирем, оснащено сложной гидравликой для расправления крыльев и готово к полету.
Чистая биологическая магия - природа берет существо, полностью его уничтожает, а затем из тех же атомов собирает совершенно другой организм, приспособленный к совершенно иной жизни.