Одним из защитных приспособлений плавунцов является выделение переднегрудными и пигидиальными железами секретов со специфическими органолептическими свойствами. Для секрета переднегрудных желёз характерна высокая концентрация стероидов (особенно у Dytiscinae), чем объясняется отрицательное воздействие этого секрета на рыб. В эксперименте небольшие рыбки погибали в течение часа после того как в аквариумную воду была добавлена одна капля этой жидкости.
Учёными Гейдельбергского университета (Германия) обнаружено, что некоторые представители семейства Dytiscidae (Dytiscus marginalis, например) выделяют из двух желёз, расположенных в груди, похожую на молоко ядовитую жидкость.
|
|
Эта жидкость содержит около 10% кортексона (11-дезоксикортикостерон, ∆4-прегнен-21-ол-3,20-дион) — гормона млекопитающих и других позвоночных. Всего в грудных железах одного жука находится столько этого гормона, сколько его содержится приблизительно в 1300 коровах. В организме позвоночных кортексон регулирует процессы водносолевого обмена и, в частности, регулирует соотношение ионов калия и натрия. У плавунцов он не играет никакой роли в поддержании в организме соотношения ионов и выполняет исключительно роль химической обороны от главных врагов — крупных рыб. У рыбы, схватившей жука, сверхвысокая доза кортексона вызывает немедленный шок, рыба даже может погибнуть. В результате — рыба или сама выплёвывает жука или же жук самостоятельно выбирается из пасти рыбы, пока та находится в состоянии оцепенения. Если же жук всё же погибнет, полученный рыбой урок надолго останется в её памяти, что, в конечном счёте, сохранит жизнь другим особям (это не считая того, что такая ошибка самой рыбе может стоить жизни). В токсичных секретах различных видов плавунцов найдены и другие сходные по строению стероиды (таблица 1, таблица 2).
|
Состав защитного секрета жуков подсемейств Colymbetinae, Agabinae, Copelatinae соответствует их земноводному образу жизни. Например, Ilybius fenestratus производит в проторакальных железах жёлтый (одновременно и предупреждающая окраска!) алкалоид метил-8-гидроксихинолинкарбоксилат, токсичный для мелких млекопитающих, в то время как тут же образованные стероиды являются эффективными ядами против рыб. Присутствие алкалоидов в секрете многих Colymbetinae и Agabinae может вызывать спазмы у мелких млекопитающих (например, у землероек), поедающих жуков во время их наземной зимовки.
Некоторые стероиды плавунцов структурно идентичны половым гормонам млекопитающих (тестостерон — основной мужской гормон (андроген), эстрадиол — известный женский гормон (эстроген)).
Схожие субстанции находят у гребца пёстрого Platambus maculatus. Помимо прочего эти насекомые синтезируют стероид ∆4-прегнен-15α,20-диол-3-он-17β и сесквитерпеноид платамбин. Позже платамбин был также выявлен в эфирных маслах некоторых растений (например, рододендрона мелколистного Rhododendron parvifolium из Восточной Сибири).
Перейдя к жизни в воде, плавунцы сохранили связь с воздушной средой обитания. Они сохранили дыхание атмосферным воздухом, что очень эффективно, к примеру, в бедных кислородом водоёмах. Но такой способ дыхания предполагает наличие водоотталкивающих свойств у покровов, соприкасающихся с атмосферой и участвующих в газообмене. Это условие необходимо для разрыва плёнки поверхностного натяжения воды и для того, чтобы вода не проникала в субэлитральную полость, куда открываются отверстия дыхалец. Поселяющиеся на этих покровах микроорганизмы, водоросли и грибы, сделали бы насекомое гидрофильным и неизбежно привели бы к потоплению. Для своей «гигиены» плавунцы производят в специальных железах антисептические секреты, содержащие различные ароматические соединения (бензойная кислота, бензальдегид, гидрохинон и различные их структурные производные).
Эти соединения чётко распределяются по соответствующим местам тела в процессе чистки насекомого и угнетают микроорганизмы. Через какое-то время пропитанная этими выделениями гликопротеиновая сеть (с характерным содержанием сшивающей аминокислоты цистеина (Cys, C) 17%) вместе с влипшими в неё погибшими микроорганизмами спадает с жука, освобождая место для формирования новой.
П р и м е ч а н и е: Согласно распространённой информации, насекомые не способны синтезировать стероидные соединения de novo и для синтеза собственных мембранных, гормональных и всех других стероидов нуждаются в предшественниках с уже́ сформированным углеродным скелетом (холестерин, эргостерин и др.). Это точно установлено для мухи дрозофилы и для некоторых других насекомых. Все ли насекомые являются стерин-зависимыми и являются ли таковыми плавунцы — достоверной информации я пока не нашёл…
В подготовке материалов для этой страницы использованы:
1. Dieter Schlee. Ökologische Biochemie. — Yena, 1992. — 587s. (s. 425–427)
2. Журнал «Химия и жизнь» 1966г., №11, статья «Химическое оружие водяного жука» (автор, на сколько я помню, не был указан) из рубрики «Новости повсюду».
3. И другие.
*Материалы подготовил А. В. Шелег.