Как спят животные. Жизненный цикл комнатной мухи Отсутствие полноценного сна заставляет забыть о привычной деятельности

Любой живой организм имеет определенный жизненный ресурс, который интенсивно расходуется в процессе его жизнедеятельности. Для пополнения жизненных сил необходимо не только принимать пищу, но и отдыхать. Именно поэтому сон является неотъемлемой частью всех живых существ. Во время сна в организме происходят мощные восстановительные процессы, как физического, так и эмоционального плана. Поэтому спать должны все, и люди, и животные и насекомые. Однако глядя на насекомых, можно подумать, что они совсем не спят. Та же муха, например, может вести активный образ жизни и днем и ночью, надоедая своим назойливым жужжанием. Когда же она спит?

То, что насекомым нужно спать — факт неоспоримый. Ведь у них тоже имеется центральная нервная система, которой необходим отдых. Понятно, что муха не может подобно человеку лечь в кровать и уснуть. Насекомые спят несколько иначе. Они на какое – то время впадают в транс, замирают и остаются неподвижными. Глядя на сидящую на потолке муху, даже не подумаешь, что она спит. Но на самом деле это так и есть.

Все живые существа спят по – разному. Человек ложится в кровать, и так засыпает. Огромный слон спит стоя, а летучая мышь отдыхает вниз головой. Продолжительность сна у всех также разная. Человеку, чтобы восстановиться, достаточно проспать шесть часов. А вот продолжительность сна летучей мыши составляет двадцать часов. Огромный жираф спит и того меньше, всего два часа. Аналогичная ситуация наблюдается и у насекомых. Спать они могут от нескольких часов до нескольких минут. При этом неважно, где и как, пусть даже, сидя на потолке. Во время сна все жизненные процессы в их организмах замедляются, они становятся невосприимчивыми к внешним раздражителям.

Проследить за мозговой активностью насекомых во время их сна не представляется возможным. Таких приборов человек не изобрел. Можно вести лишь внешнее наблюдение за их поведением, да изучать реакцию на внешние раздражители. Чтобы доказать, что насекомые тоже спят, ученые поместили их в два контейнера, один из которых подвергался постоянной тряске, а второй находился в покое. В трясущемся контейнере насекомые вели себя активно, и успокоились лишь после того, как тряска прекратилась. При повторной тряске их реакция на внешнее воздействие была крайне замедленной. Насекомые второго контейнера, спокойно проведшие ночь, мгновенно реагировали на внешнее раздражение.

В результате ряда таких экспериментов, было выявлено, что насекомые также спят. При этом продолжительность их сна зависит не только от интенсивности и времени внешнего воздействия, но и от возраста самих насекомых. Чем больше возраст, тем дольше сон. При этом на продолжительность сна влияют и внешние раздражители, такие, например, как кофеин. Если распылить его в контейнере с насекомыми, то они будут спать меньше.

Все насекомые спят по – разному. Медоносная пчела может спать, на травинке. При этом она обхватывает ее лапками, и остается какое – то время неподвижной.

И так, мы пришли к выводу, что сон у насекомых несколько отличается от сна в обычном для нас представлении. У них он связан с состоянием транса или же оцепенения. Насекомое неподвижно, и вяло реагирует на внешние раздражители. Несмотря на это, их нервная система бодрствует. Они слышат звуки, шорохи, посторонние движения, и даже могут определять смену дня и ночи. Если внешние раздражители ассоциируются с опасностью, насекомое мгновенно просыпается. Для сна оно выбирает то место, в котором чувствует себя комфортно и безопасно. При этом некоторые их виды, такие, например, как бабочки, предпочитают спать в составе групп. Вероятнее всего, такое их поведение обусловлено необходимостью защиты от хищников. Ведь в составе группы это делать проще.

Муравьи не спят всю жизнь? January 4th, 2016

Человеческая физиология – вещь крайне загадочная. Мы давно говорим о том, что сон – лучшее лекарство, но при этом даже не осознаём, насколько же сон полезен для нас и нашего иммунитета. Учёные до сих пор не могут разгадать загадку сновидений, которые часто сопутствуют сну. Ещё больше вопросов у учёного сообщества вызывают так называемые осознанные сновидения, которые человек силой своего сознания (или подсознания) может контролировать во время засыпания и различных стадий сна.

Особо выделяются исследования муравьиных маток. Первоначально также считалось, что они не спят. Но сложно себе представить живой организм, жизнь которого может длиться более 10 лет, без сна в течение всего этого времени. Так вот, было установлено, что и матки также переходят в обездвиженное состояние примерно на несколько десятков секунд. Видеокамера, размещённая в камере муравьиной матки, запечатлела то, что матка «засыпает» до 100 раз в сутки. Общая продолжительность суточного сна при этом сопоставима с продолжительность суточного сна человека – около 8 часов в сутки.

Именно поэтому и считается, что сну подвластны абсолютно все живые существа, только этот сон в каждом из случаев проявляется по-разному. К примеру, акула может переходить в состояние сна в движении. Однако её перемещение в воде в данный момент вовсе не означает, что она бодрствует.

И еще несколько особенностей сна животных.

1. Коты в среднем спят 13–14 часов днем, а ночью бродят по дому. Дело в том, что в дикой природе они, как правило, охотятся по ночам. Большие кошки, такие как тигры, тоже могут подолгу спать. Королям джунглей совсем не нужно быть постоянно начеку, чтобы защитить себя.

2. Дельфины могут дремать таким образом, что только одна половина их мозга будет оставаться во сне. Так в одном полушарии могут наблюдаться волны медленного сна, в то время как другая половина будет бодрствовать.

Фотография: Сергей Ляховец

3. Лошади и коровы могут спать стоя, но не могут видеть сны, пока не лягут.

4. Жирафы могут обходиться без сна неделями.

5. Пустынная улитка может проспать целых три года.

Сон – неотъемлемая часть нашей жизни, критически важная для организма. Мы точно знаем, что человек и животные нуждаются во сне. Но когда взгляд падает на жужжащую на оконном стекле муху, мы уже не столь уверены и часто задаем себе вопрос «Спят насекомые или нет?».

Да, насекомым тоже нужно спать! Основным «виновников» сна у насекомых является наличие у них центральной нервной системы. Конечно, это не означает, что комнатная муха, до этого летавшая по всему дому, вдруг ляжет на бочок и заснет часов на шесть. Её сон будет выглядеть немного иначе: какое-то время насекомое будет просто неподвижно сидеть на столе, стене или даже на потолке. А вы даже не подумаете, что в это время маленькая букашка спит.

Дело в том, что у каждого живого существа сон проходит по-разному: человек, например, может спать лишь лежа, жирафы и слоны спят стоя, а летучие мыши вообще вверх ногами. Кроме того, продолжительность сна у всех живых существ совершенно разная: тот же жираф спит всего 2 часа в день, а летучая мышь – все 20. У насекомых продолжительность сна тоже варьируется – от несколько минут до нескольких часов, при этом та же муха может спать хоть на стене или потолке. Но есть то, что объединяет сон всех живых существ – это замедленная реакция на внешние раздражители.

Если к крупному животному или человеку у ученых есть возможность подключить датчики мозговой активности и определить, когда существо спит, то в случае с насекомыми остается лишь следить за их поведением и реакцией на внешнее воздействие. Именно так две независимые группы ученых из Института Неврологии в Калифорнии и Университета Пенсильвании доказали, что насекомые тоже могут спать.

Эксперимент проводился на плодовых мушках и заключался в том, что в течение ночи один контейнер с насекомыми постоянно трясли, не давая мушкам сидеть на месте. Другой контейнер не подвергался воздействию, и насекомые вели обычный образ жизни. После бессонной ночи ученые наконец то оставили первый контейнер в покое, и мушки внутри сразу же одновременно снизили активность. При этом при потряхивании банки насекомые реагировали не сразу, а с некоторым опозданием – как если бы спящего человека потрясти за плечо, то он проснется не сразу.

Левый контейнер в течение долгого времени подвергался внешнему воздействию — его регулярно встряхивали, не давая мушкам отдыхать.

Данные результаты были получены сразу в двух независимых исследованиях и многократно повторены, чтобы исключить вероятность совпадения. Более того, при детальном изучении специалисты заметили, что продолжительность сна у мушек зависит от возраста: молодые особи спят меньше, чем старые. Ради интереса ученые даже распылили в контейнере кофеин и с удивлением обнаружили, что на плодовых мушек он действует точно так же, как и на людей, заставляя бодрствовать дольше.

А вот так спят пчелы. По утверждению автора видеоролика, эта пчела Anthidium punctatum в течение долго времени оставалась неподвижной (спала), обхватив своими челюстями травинку.

В дальнейшем подобные эксперименты были проведены не только на плодовых мушках, но и на других насекомых (например, пчелах), и все они подтвердили, что насекомые могут спать.

Фотограф Miroslaw Swietek получил эти уникальные снимки насекомых в утренние часы. В это время насекомые покрыты утренней росой, но находятся во сне, поэтому их можно без труда сфотографировать, поднеся объектив фотокамеры максимально близко. Правда, по словам Мирослава, найти их мокрой травы невероятно сложно.

В конце лета назойливые, всюду снующие осы становятся настоящей проблемой для людей. Насекомые вьются созревшими плодами, залетают в открытые окна квартир, садятся на сладкие продукты. С наступлением холодов их активность заметно снижается. Что происходит с насекомыми после выпадения снега, где зимуют осы?

Разнообразие ос в природе

В мире существует огромное количество разновидностей ос. Все они принадлежат к отряду перепончатокрылых насекомых, имеющих две пары крыльев. Размеры взрослых особей от 10 до 55 мм, причем самцы меньше самок. Их ротовой аппарат состоит из крепких челюстей, способных разрывать добычу и сгрызать слой коры с деревьев. Отличительной чертой ос является тонкий стебелек между грудью и брюшком, своеобразная осиная талия.

Всех насекомых, принадлежащих к этому семейству, можно разделить на две основные группы: одиночные и общественные осы. Первые ведут уединенный образ жизни, часто строят гнезда в земле или совсем не строят, предпочитая откладывать яйца на личинок и пауков. Общественные или бумажные осы – это привычные полосатые особи, с жужжаньем летающие по садам и паркам. Они живут колониями от нескольких десятков до тысяч особей.

Бумажные осы

Особенности жизненного цикла настоящих ос

Рождение и устройство гнезда

Осы не заметны зимой и ранней весной, но с наступлением устойчивого тепла вылетают первые разведчики. Это будущие матки, которые с прошлой осени хранят в своем теле сперму оплодотворивших их самцов. Насекомые ищут первые цветы, чтобы подкрепиться нектаром. Молодой самке предстоит выполнить основную функцию своей жизни – дать начало новой семье. Она находит подходящее место и начинает строительство гнезда. Материалом служит пережеванная кора деревьев, обильно смоченная слюной. После высыхания субстанция становится похожа на плотную бумагу.

Размножение

Будущая царица строит соты, в ячейки которых откладывает яйца. Через несколько дней появляются плотоядные личинки, требующие мясной пищи. В этот период самка активно занимается уничтожением вредителей деревьев, они служат кормом подрастающим личинкам. Первые осы являются стерильными самками, они будут помогать матке в уходе за следующим поколением и строительстве гнезда.

В августе и сентябре появятся молодые матки и самцы готовые спариваться для размножения. После оплодотворения самок большинство мужских особей погибает. Старые царицы, потерявшие способность откладывать яйца не переживут вторую зиму. Они погибнут вместе с рабочими особями. Среди множества видов бумажных ос есть самки, жизненный цикл которых составляет 2-4 года. Они впадают в состояние зимнего сна несколько раз.

Информация. Чем питаются осы зимой? До наступления холодов самки стараются накопить больше питательных веществ в организме. После погружения в диапаузу они становятся настолько пассивны, что переживают зиму за счет накопленных веществ.

Как зимуют осы в природе?

Осенью с уменьшением светового дня и снижением температуры матки ос начинают искать убежище. Самый удачный выбор – закопаться поглубже под кору дерева. Здесь теплее и птицам сложнее добраться. Самки могут спрятаться в старых пнях, под кучей опавшей листвы, забиться в щели хозяйственных построек. Любители насекомых задаются вопросом – осы зимой спят или нет? В период, когда насекомые не могут удовлетворить свои потребности, они впадают в заторможенное состояние.

Обмен веществ практически замирает, тело становится нечувствительным к низким температурам. В организме зимующих маток вырабатывается компонент, схожий свойства с антифризом. Он помогает осам пережить морозы. Для благополучного пробуждения важно отсутствие резких колебаний температуры. Несвоевременное потепление губительно для самок. Изменяется химический состав клеток, из-за чего при последующем похолодание теряется механизм, предотвращающий кристаллизацию жидкости.

Информация. При аномально низких температурах, которые нехарактерны для умеренных широт, клетки тела ос кристаллизуются. Этот необратимый процесс приводит к гибели маток.

Опасности зимовки

Не все матки смогут встретить весну. Пока они спят, подогнув лапки и крылышки, их подстерегает опасность в виде животных и птиц, оставшихся зимовать в лесах. Эти природные враги ос находят и съедают насекомых.

Интересный факт. За летний период колония ос отстраивает большое гнездо, имеющее защитные оболочки и отличающееся низкой теплопроводностью. Но насекомые не остаются зимовать в своем доме, они никогда в него не возвращаются.

Профилактические меры против надоедливых соседей

Бумажные осы – хлопотные соседи. Они портят фрукты на деревьях, кусают людей, назойливо лезут на сладкую пищу. Чтобы сократить вероятность их поселения рядом с домом или под его крышей, желательно уничтожить гнездо. Зная, что делают осы зимой, можно без опасения срезать сооружение и сжечь его. В это время вы не рискуете получить укус жалящего насекомого. Самки не селятся в старом гнезде, но новое строят на привычном месте. Если обработать участок, где находилась постройка, неприятно пахнущим составом (керосин, машинное масло, дихлофос), то матка улетит искать более подходящее убежище.

Чтобы лишить зимующих ос укрытия на участке, следует проделать определенную работу:

• собрать и сжечь сухую листву;
• удалить сгнившие пни, срезанные деревья;
• не оставлять на земле доски, листы шифера, под ними насекомые ищут убежище на зиму;
• компостные кучи залить кипятком;
• можно начать подготовку материала для ловушек, которые будут необходимы для защиты урожая.

Борьба с жалящими насекомыми после наступления холодов абсолютно безопасна. Они в состоянии диапаузы пребывают до апреля-мая. Только с наступлением тепла (+14 0) матки проснутся и начнут создание новой колонии. Профилактические меры помогут сократить количество насекомых, доживших до весны.

Насекомые зимой переживают неблагоприятные условия по-разному. Абсолютное большинство из них в условиях умеренного климата впадают зимой в определенное состояние, называемое диапаузой. Диапауза отчасти похожа на состояние анабиоза у позвоночных теплокровных и хладнокровных ( , ежи, землеройки, кроты). У во время диапаузы замедляется обмен веществ и прочие процессы жизнедеятельности. Во время диапаузы повышается устойчивость организма к действию неблагоприятных внешних условий, например, насекомые становятся устойчивыми к инсектицидам. Именно это и помогает им выдержать низкие зимние температуры.

«Зимний сон» насекомых является очень глубоким, в отличие от анабиоза теплокровных животных, который время от времени может прерываться кратковременным пробуждением, является наиболее глубоким и требующим определенных условий для своего прекращения. Зимняя спячка насекомых, как правило, зависит от продолжительности светового дня и от наличия определенного температурного режима.

Насекомые зимой могут находиться на любой стадии своего развития – от яйца до имаго (взрослое насекомое). У каждого биологического вида диапауза приурочена к определённой фазе развития.

Как зимуют бабочки

Многие проводят зимовку в стадии яйца. Это маленькое яйцо помещается в самых укромных местах. В стадии взрослой гусеницы проводят зиму малиновый шелкопряд, но это считается исключением из правил. Большинство гусениц зимует только что вышедшими из яйца, в раннем возрасте.

У бабочек самой распространенной является зимовка в стадии куколки. Часть куколок настолько вынослива, что проводит зиму, закрепившись на ветке дерева, на открытом месте, не боясь холодных ветров. Менее выносливые виды ещё гусеницами выбирают недоступные для ветров и дождей места и уже там превращаются в куколок и зимуют.

Такие виды бабочек, как лимонница, крапивница, репейница проводят зиму в стадии имаго. Они укрывают свое тело крыльями, будто одеялом, прячутся в трещинах коры или дуплах и там впадают в спячку.

Бабочки траурницы избегают замерзания, добавляя в свой организм специальную охлаждающую жидкость – природный «антифриз», который она сама вырабатывает. В состав этой жидкости входят так называемые криопротекторы, которые защищают от низких температур все жидкости и мягкие ткани в ее организме.

А вообще, поведение насекомых зимой зависит ещё и от экологии вида. Даже у очень близких видов одного рода, но живущих в разных условиях, диапауза бывает на разных фазах развития, а у видов неродственных семейств - на одной и той же фазе, если они имеют сходный образ жизни.

Некоторые бабочки, как и перелетные птицы , с наступлением холодов отправляются на юг. Бабочка монарх, обитающая в СЩА, способна пролетать тысячи километров. В России тоже есть перелетная бабочка. Это репейница, бабочка-кочевница. У этой бабочки первое поколение кочует осенью на юг, а второе поколение - весной на север.

Как зимуют муравьи

Муравьи переживают зиму в состоянии покоя и бездействия. Формы бездействия разнообразны, даже личинки у некоторых видов переходят в состояние диапаузы. Однако взрослые муравьи у большинства видов перезимовывают в состоянии пониженной активности.

Зимой останавливают свое развитие: личинки прекращают свой рост и перестают окукливаться, матка перестает откладывать яйца, последние куколки завершают свой метаморфоз. Рабочие муравьи, готовясь к зиме, поглощают особенно активно выделения тли. Они содержат сахар, который превращается внутри муравьиного тела в глицерин. В общем весе его доля может достигать 30%. Так насекомые консервируют сами себя, поскольку жирный глицерин их тельцам не дает превратиться в лед.

При наступлении холодов основные выходы из муравейника муравьи задраивают, оставляя лишь вентиляционные отверстия, и спускаются в самые глубокие помещения своего жилища. В муравейнике ходы и пещеры могут уходить вглубь на 3-4 метра. Чем суровее ожидается зима, тем дальше от поверхности прячутся муравьи. В подземных помещениях температура сохраняется на отметках от -1,5 до -2 градусов.

Для диапаузных видов спячка является настолько естественным и неизменным событием, что даже в домашних условиях при идеальных стабильных температуре и влажности муравьи с приходом осени останавливают свое развитие и впадают в диапаузу.

У недиапаузных видов, если зимой раскопать муравейник, можно увидеть, что насекомые не спят, а пребывают в замедленном состоянии. Напасть на нарушителя границ они не способны, но инстинктивно выделяют кислоту и размахивают жвалами.

Как зимуют пчелы и осы

Термиты тоже не впадают зимой в состояние диапаузы. С наступлением осенних холодов они углубляются в свои гнезда, ульи. Насекомые плотно закрывают все входы в свои жилища листьями и прочими органическими материалами. Они ведут под землей или в глубине гнезд полуактивный образ жизни.

Медоносные пчелы при понижении окружающей температуры воздуха до +7 градусов собираются в улей целой кучей, поддерживая в нем температуру на уровне от +15 до +25. Они генерируют тепло при помощи сокращения крыловидных мышц на своих спинках. Находящихся ближе к выходам пчел время от времени сменяют другие, померзшие пчелки пробираются вглубь улья. Всю зиму эти пчелы питаются кормом, запасенным еще с лета.

Как зимуют стрекозы

Проводят зиму в стадии личинки. У них есть жабры, позволяющие дышать в воде растворенным кислородом. Зимуют они в воде. Весной личинка выползает из воды на стебель растения и после последней линьки превращается во взрослую стрекозу.

Как зимуют кузнечики

Яйца кузнечиков не боятся низких температур. Перед наступлением холодов свои яйца кузнечики надежно прячут в почву. Сами кузнечики в зимний период гибнут, а зимуют лишь яйца. Это и есть их способ пережить зиму.

Как зимуют комары

Комары зимуют в состоянии диапаузы. Диапауза может наступать на стадии яйца, личинки или взрослого насекомого (имаго). Каждому виду комаров свойственна своя диапаузирующая стадия.

Если комары зимуют в стадии взрослого насекомого (имаго), то при переходе в состояние диапаузы прекращается размножения самок, понижается уровень метаболизма и накапливаются большие жировые запасы, за счёт которых они живут в зимне-весенний период. Самцы комаров, как правило, не зимуют и осенью после оплодотворения самок погибают.

Большинство комаров зимуют в стадии яйца. В такой стадии комары становятся наиболее стойкими по отношению к неблагоприятным факторам среды и прежде всего к низким зимним температурам. Именно на стадии яйца зимует большинство видов комаров, живущих в северных областях.

Личиночная диапауза также встречается у разных родов комаров. Главная особенность личиночной диапаузы комаров - задержка развития и прекращение окукливания.

Комары зимуют как в естественных укрытиях (под корой, в сухой траве, в прикорневой части деревьев, норах животных, пещерах и т. д.), так и в искусственных убежищах (штольни, овощехранилища, погреба, неотапливаемые хозяйственные постройки и подвалы, катакомбы). Большинство комаров зимой кровью не питаются.

Как зимуют божьи коровки.

Божьи коровки, как правило, ведут одиночный образ жизни и только перед наступлением холодов сбиваются в большие стаи. Стаи божьих коровок начинают с лугов перелетать ближе к лесу, ближе к деревьям, оврагам к берегам рек. Там, под корой, во мху или под опавшей листвой они находят место своей зимовки. Им нет равных в этот период по скоплению особей одного вида в одном месте. Однажды ученые в такой колонии насчитали около 40 млн. жучков!

Зимуют божьи коровки в состоянии диапаузы. Чтобы не превратиться на морозе в лед, они с осени выводят воду из организма и заботятся о выработке естественного антифриза - вырабатывают глицерин, сахар.

Где и как зимуют мухи?

Процесс зимовки у каждой разновидности мух происходит по-разному. Чаще всего мухи, которых мы встречаем у себя в квартирах, относятся к виду комнатные мухи. Известно, что продолжительность жизни взрослой мухи около месяца, но если муха появилась осенью, то она на зимние холода впадает в спячку. Перед началом холодов самки мух делают последние кладки яиц. Однако те личинки, которые не успели превратиться в насекомых, не гибнут, а засыпают. Пережить они могут практически любые климатические условия. Засыпают и особи, недавно превратившиеся в имаго. С наступлением первых холодов мухи забиваются в различные щели, оконные рамы и другие места, где держится ровная прохладная температура на протяжении всего зимнего периода. Те мухи, которые обитают на полях, огородах и в садах, тоже погружаются в спячку. Для своей зимовки они ищут место в земле, но это очень часто не спасает их от морозов. Большая часть мух гибнет от холода.

Выжившие мухи с наступлением тепла начинают оживать. После долгой зимней спячки, муха поначалу ходит как сонная, пошатываясь из одной стороны в другую. Отсюда и произошло выражение «сонная, как муха». Через некоторое время насекомые осваиваются и начинают жить обычной нормальной жизнью.