Танець скарабея

На півдні України — в Криму, Приазов’ї, Причорномор’ї — та усюди в степу мешкають скарабей-тифон, сізіф Шеффера, голобоковик батіжковий. Це близькі родичі священного скарабея, якому поклонялись у Давньому Єгипті. Ці жуки відомі своїм умінням виліплювати кулі з посліду худоби, куди самиця відкладає яйце. Досліджуючи скарабеїв, учені помітили, що вони здатні легко орієнтуватися в довкіллі, визначаючи напрямок, куди котити свою кульку. Пропонуємо провести кілька цікавих експериментів, щоб з’ясувати, чи вміють орієнтуватися в просторі скарабеї з наших теренів.

Українські скарабеї (зліва направо): скарабей-тифон, сізіф Шеффера, голобоковик батіжковий

Для експериментів нам знадобиться декілька пластикових контейнерів із кришками, відро піску 5-10 л, аркуш цупкого чорного паперу, ножиці, вузький двосторонній скотч, аркуш картону 1x1 м, дзеркало, ліхтарик, невеликий вентилятор або фен для волосся, електричний подовжувач і джерело струму (ним користуйся в присутності батьків), кілька пар латексових рукавичок, лабораторний журнал. Звичайно, що усі наші експерименти ми записуємо на відео, монтуємо й розповсюджуємо в соціальних мережах. Почали!

Експерименти зі скарабеями можна проводити лише в травні-червні, коли дорослих жуків можна знайти. Нам знадобиться декілька комах з уже готовими кулями з посліду. Їх легко знайти на пасовищі, де пасуться корови чи інша худоба. Жуків разом із їхніми кульками кладемо до пластикових контейнерів. На подвір’ї, на пласкому і добре освітленому сонцем місці, влаштовуємо арену. Для цього висипаємо пісок і ретельно його розрівнюємо. Визначаємо центр арени і позначаємо його, наприклад, камінцем або акварельною фарбою. Для експерименту важливо, щоб день був сонячний і безвітряний. Після закінчення експериментів випусти піддослідних скарабеїв у дику природу.

Із контейнера обережно виймаємо скарабея та кульку й ставимо їх у центр арени. Уважно спостерігаємо за поведінкою жука — він не одразу котитиме свою кулю, а залізе на неї і почне роззиратися довкола, обертаючись за годинниковою стрілкою або проти неї. Це називають танком скарабея. Як гадаєш, для чого жук танцює? Після нетривалого танцю, комаха злізе й завзято покотить свою кулю від центру арени. Поверни жука з кулькою в центр і декілька разів повтори спостереження. А тепер зроби з чорного паперу мініатюрний «дашок» (дивись світлину), який би прикривав голову жука зверху, наче шапка. Дуже обережно приклей цей «дашок» шматочком двостороннього скотчу до спини комахи. Скарабея з «дашком» і його кульку поклади в центрі арени. Поведінка жука зміниться — він уже не котитиме кульку, а тільки танцюватиме на ній. Як гадаєш, чим можна пояснити таку зміну в поведінці? Усі спостереження не забувай занотовувати до лабораторного журналу, знімати відео, розміщувати в інтернеті, розповсюджувати у соціальних мережах. Попроси своїх подруг і друзів, щоб поділилися своїми враженнями й думками від побаченого.

Жуки-скарабеї — гарні літуни, які можуть долати кілька кілометрів за день у пошуках свіжого посліду копитних, який вони виявляють на запах. Їхнє завдання просте — заготовити послід для себе або майбутнього нащадка: набрати побільше, відкотити подалі й закопати якнайглибше. Це пов’язано з тим, що біля купи посліду надто багато тих, хто ладен відібрати заготовлене: птахів, які розграбовують кладку й з’їдають личинок, а також паразитоїдних ос, що відкладають свої яйця в кульку, а їхні личинки паразитують на личинці скарабея. Тому тільки-но скарабей зліпить свою кульку за допомогою передніх лап та розрослого лопатоподібного наличника голови, він одразу починає її котити. Але постає питання: куди котити? Звідки жук знає напрямок?

Скарабей із «дашком» над головою

Верхня й нижня частини ока скарабея (над зірочками розташована зона, чутлива до поляризованого світла)1

У численних експериментах учені знайшли пояснення — комаха реагує на поляризоване світло, джерелом якого є сонце. Причому не просто реагує, а запам’ятовує взаємне розташування сонця на небі та придатної ділянки ґрунту для закопування кульки в землі, яку самиця виявила під час облітання території. Дослідження мозку скарабеїв показали, що в них добре розвинені грибоподібні долі, що відповідають за пам’ять і складну поведінку. Така будова мозку є унікальною з-поміж жуків, оскільки притаманна радше соціальним комахам: термітам, мурахам, осам, бджолам тощо.

1 Світлину адаптовано з Twilight orientation to polarised light in the crepuscular beetle Scarabaeus zambesianus. M. Dacke, P. Nordstrom and C. Scholtz. Journal of Experimental Biology. 2003. Vol. 206. P. 1535-1543.

Тут іще важливу роль відіграє будова ока скарабеїв і їхня здатність бачити поляризоване світло (його світлові хвилі коливаються визначеним чином, а не аби-як, що характерно для неполяризованого світла), яке сприймають далеко не всі комахи. Фасеткові очі скарабеїв розділені на дві половини так, що виникає враження, наче в них їх не два, а чотири. Нижня частина кожного ока призначена для огляду землі, а верхня — неба. Дослідження сітківки очей скарабеїв показали, що вона різна у верхній і нижній половинках. Верхня містить рецептори поляризованого світла, а нижня — ні. Тому після того, як самиця виліпила кульку з посліду і готова її котити, вона злазить на своє творіння, протирає поверхню фасеток лапками і починає рухатись по колу, підіймаючи й опускаючи голову. Вона здійснює 2-3 повні оберти, які нагадують танок, проте самиця чітко запам’ятовує розташування сонця на небі й визначає напрямок, куди котити кульку. В експериментах визначено, що скарабей найчастіше котить свою кульку в протилежному напрямку від джерела поляризованого світла, відхиляючись ліворуч чи праворуч на 35-45°. Якщо жуку прикрити верхню половину очей «шапочкою» з чорного цупкого паперу, то він не зможе побачити поляризоване світло від сонця. У таких випадках жуки, залізши на кульку, продовжують «танцювати», згодом спускаються, знову залазять, «танцюють», проте не «знають», куди її котити. Цей експеримент дуже добре ілюструє стереотиповість інстинктивної поведінки й відсутність можливості «приймати рішення» в незвичній ситуації.

Для цього експерименту тобі знадобиться помічник. Жука з кулькою знову поклади в центрі арени, звідки він почне котити її. Попроси помічника створити тінь за допомогою великого шматка картону. Чи змінилася поведінка комахи? Повтори цей експеримент декілька разів з різними жуками. Продовжуймо експериментувати! Тепер після затінення жука дзеркалом наводь на нього «сонячні зайчики». Повторюй експеримент, спрямовуючи світло від дзеркала з різних боків і під різними кутами. Що змінилося? Надалі, замість «зайчиків», світи на жука ліхтариком (оскільки надворі день, то ліхтарик повинен розташовуватися біля комахи якнайближче). Чи з’явилися зміни в поведінці й напрямку руху тварини? Як можна пояснити побачене? Спостереження запиши в лабораторний журнал. І не забувай про відео!

Ми вже з’ясували, що скарабеї котять свою кульку, орієнтуючись на джерело поляризованого світла — сонце. Деякі види є присмерковими або навіть нічними, тому їхнім орієнтиром є повний місяць, який світить відбитим сонячним промінням, а за відсутності місяця — світло йде від нашої галактики Чумацький Шлях. Якщо жука затінити шматком великого картону, затуливши джерело поляризованого світла, комаха дезорієнтується й перестане котити кульку. Скарабей намагатиметься віднайти орієнтир, буде лазити поруч кульки, танцюватиме на ній тощо, але практично не котитиме її. Коли навести «сонячний зайчик» від дзеркала на жука, він одразу ж сприйме його як орієнтир і покотить свій «м’ячик» далі. Змінюючи кут і спрямування сонячних зайчиків, можна досягти зміни руху скарабея з його кулькою. Ліхтарики з лампами розжарення зазвичай дають неполяризоване світло, тому при освітленні комахи ліхтариком загальний напрямок руху залишиться незмінним. Але якщо використати діодовий ліхтарик, світло якого здебільшого поляризоване, то скарабей змінюватиме напрямок руху, реагуючи на нього.

Скарабей, що котить кульку посліду

Закріпи поруч арени вентилятор чи сушарку для волосся так, щоб був постійний, проте не сильний потік повітря на рівні ґрунту через центр місця експерименту. Жука й кульку розташуй у центрі. Чи впливає потік повітря на напрямок руху жука? Спостереження занотуй у лабораторний журнал. Продовжуй експеримент із потоком повітря, затінивши жука аркушем картону. Повтори дослід кілька разів. Чи змінився напрямок руху комахи? А тепер за допомогою дзеркала з різних боків і під різними кутами спрямовуй «сонячні зайчики» на жука. А потому посвіти ліхтариком. Що відбулося? Чи є зміни в русі? Чи впливає напрямок вітру на рух скарабея, чи тільки світло? Виклади свої міркування в коментарях до відео та запитай у своїх друзів та подруг про їхні думки стосовно побаченого.

У попередньому експерименті ми побачили, що під час затінення скарабей втрачає орієнтир. Однак у природі жуки не перестають котити свої кульки, коли небо затягується хмарами. А в південних широтах, де полудневе сонце може знаходитись у зеніті, скарабеї не мають змоги «розрахувати» напрямок, куди котити кульку. Проте вони не припиняють цього робити. Очевидно, що жуки використовують ще якісь орієнтири. І одним із них є вітер — усіяне волосинками тіло скарабея чутливе до руху повітря. «Танцюючи» на кульці, комаха визначає не лише джерело поляризованого світла, але й напрямок вітру. Якщо хмара раптово затуляє сонце, то це лише на декілька секунд дезорієнтує жука, а далі він орієнтується на вітер, продовжуючи свою роботу. У цьому експерименті ми змоделювали саме таку ситуацію: потік повітря від сушарки й сонце дають орієнтир, а затінення скарабея шматком картону дає можливість простежити його орієнтування за напрямом вітру. Змінюючи положення джерела поляризованого світла з допомогою дзеркала, переключаємо орієнтири скарабея один на інший і навпаки.

• 1. Наведи приклади тварин, що також можуть орієнтуватися за положенням сонця на небі. Як можна перевірити експериментально наявність у них такої здатності?
• 2. До якого типу органів чуття можна віднести чутливі волосини на тілі скарабея? Чи можуть волосини нашого тіла виконувати подібну функцію?

скачать dle 11.0фильмы бесплатно

 

Даний матеріал відноситься до підручника "Тварини лікують 7 клас Драгулян", створено завдяки МІНІСТЕРСТУ ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ (МОН)