Описания видов и иллюстрации взяты из компьютерного определителя пресноводных беспозвоночных России (Боголюбов А.С., Кравченко М.В., Москва, "Экосистема", 2018).

***

Тип Членистоногие - Arthropoda, Класс Насекомые - Insecta, Отряд (Подкласс) Ногохвостки, или Коллемболы - Collembola

Ногохвостки водяные - Podura aquatica и Sminthurides aquaticus

Водяные коллемболы относятся к отряду Ногохвосток, или Коллембол (Collembola). Это мелкие насекомые, имеющие нежное продолговатое тело с 6 ногами, одной парой глаз и короткими четерехчлениковыми усиками. На нижней стороне брюшка у них имеется прыгательная вилка, работающая как пружина и позволяющая водяной ногохвостке прыгать по поверхностной пленке воды.

Синонимы. Ногохвостка водяная, вилохвостка водяная, коллембола водяная, подура, сминутридес.

Внешний вид и размеры. Среди водяных коллембол на водоемах чаще всего можно встретить два схожих вида: водяную подуру (Podura aquatica, фото 1 и рис. 1: 1) и водяного сминтуридеса (Sminthurides aquaticus, фото 2 и рис. 1: 2). Сминтуридес отличается от подуры своим вздутым и неясно сегментированным телом.

Длина тела взрослых самок подуры и сминтуридеса редко превышает 1-1,2 мм, самцы же их еще меньше (рис. 1: 3). У воды встречаются и более крупные виды коллембол из родов изотома (Isotoma) и изотомурус (Isotomurus), достигающие 4 мм длины.

Подуры окрашены в темные цвета - от тёмно-коричневого до сине-черного цвета, а сминтуридесы - в серые, буроватые или фиолетовые. Усики и ноги обоих видов красновато-коричневые.

На голове вилохвосток находятся глаза с небольшим количеством фасеток и четырехчлениковые усики, направленные вперед или изогнутые вниз; последний членик усиков у сминтуридеса кольчатый. У переднего края головы находится ротовая щель, внутри которой лежат слабо развитые и прикрытые складкой кожи ротовые органы (мандибулы, максиллы, рис. 1: 4). Первый членик груди вилохвосток значительно меньше остальных двух.

Три пары грудных ходильных ног устроены просто - лапка или отсутствует вовсе, или слита с голенью в участок ноги, получивший название tibiotarsus. Рядом с коготком на конце ноги находится щетинка и широкий коготковидный придаток - эмподиум (рис. 1: 5). С помощью грудных ног вилохвостки могут медленно ходить, опираясь на кончики коготков и щетинку. Отставленный в сторону эмподиум для опоры насекомому не служит; вместе с коготком он образует как бы клешню, через которую время от времени насекомое протаскивает свои антенны, а также длинные щетинки и волоски, освобождая их от приставших пылинок и капелек воды (рис. 1: 6). Эмподиум, следовательно, представляет чистильный аппарат вилохвостки!

Крыльев у вилохвостки нет - вилохвостки относятся к низшим бескрылым насекомым (Apterygota), для которых характерны и многие другие примитивные черты строения тела. Первичную бескрылость Apterygota, предки которых в течение всего филогенеза также были лишены крыльев, ни в коем случае нельзя смешивать с вторичной бескрылостью некоторых высших насекомые. Например, тли, рабочие муравьи, рабочие термиты утратили свои крылья и способность летать в сложном процессе эволюции и адаптации к малоподвижному или наземному бегающему способу передвижения.

Брюшко вилохвостки состоит из 6 сегментов, из которых два последних значительно меньше прочих; на последнем членике находится анальное отверстие, на предпоследнем половое, у молодых особей закрытое.

На вентральной (нижней, брюшной) поверхности первого сегмента брюшка расположен очень важный в жизни вилохвосток орган - брюшная трубка с продольным желобком посередине. На конце ее находятся два тонкостенных пузырька, которые наполняясь кровью под влиянием внутрибрюшного давления могут выворачиваться из трубки наружу. Обратно они втягиваются при помощи мускула ретрактора (рис. 1: 7). Тонкие стенки пузырьков представляют единственное смачиваемое водой место на теле водной вилохвостки - когда пузырьки выдвинуты наружу, то силою капиллярности они притягиваются водой, и насекомое как бы прилипает к плёнке поверхностного натяжения (рис. 1: 8). Перед характерным для вилохвосток прыжком (см. ниже) животное прежде всего прерывает эту связь, втягивая внутрь пузырьки трубки. Брюшная трубка с ее пузырьками морфологически является видоизмененными брюшными ножками.

Движение. С помощью грудных ног вилохвостки могут медленно ходить, опираясь на кончики коготков и щетинку. Однако, главной особенностью движения вилохвосток являются "прыжки" на поверхности воды. В связи с этим, вилохвосток трудно поймать, - с поразительной быстротой исчезают они в разные стороны при приближении сачка, как будто порыв ветра дунул на эту живую пыль!

Как же прыгает вилохвостка? Для прыгания служат тесно связанные друг с другом органы: два закрепительных крючка на третьем сегменте брюшка и прыгательная вилка на четвертом. Прыгательная вилка состоит из коротенького непарного основного членика (рукоятки) и двух ветвей с небольшими коготковидными конечными члениками, покрытыми зубчиками или пластинками. И брюшные крючки и вилка также представляют собою производное видоизменённых брюшных ножек насекомого.

В спокойном состоянии вилка силою мышц бывает притянута и подогнута вперёд под брюшко вилохвостки, где она механически удерживается крючками 3-го сегмента, входящими в хитиновую щель у конца рукоятки между основаниями ветвей. При малейшем раздражении перед прыжком насекомое отрывает от поверхности воды брюшную трубку (см. выше) и одновременно с помощью соответствующей мускулатуры освобождает брюшные крючки из щели вилки. Упругая вилка моментально разгибается подобно пружине, ударяет о субстрат и далеко подбрасывает насекомое вперед и вверх.

Возможно, что при прыжке, помимо силы упругости, действует и связанная с вилкой мускулатура, обильно сосредоточенная в 4-м сегменте. Вообще многие подробности этого процесса нуждаются в дальнейшем разъяснении.

Во время прыжка вилка снова приводится в свое первоначальное положение, зацепляясь за брюшные крючки. Садясь на воду или твердую поверхность, вилохвостка уже готова к новому прыжку.

Значение прыжков защитное - благодаря молниеносному по быстроте движению, вилохвостка мгновенно исчезает из поля зрения врага. Высота прыжка достигает нескольких сантиметров. Постоянной направленности прыжков нет - они производятся беспорядочно в разные стороны (рис. 1: 9). Энергичность прыжков послужила поводом к названиям отряда - ногохвостки или пружинкохвостые.

Внутреннее строение. Внутреннее строение вилохвосток в целом типично для насекомых и коллембол и подробно изложено в описаниях класса Насекомые (Insecta) и отряда Коллемболы (Collembola). Особенности строения дыхательной системы вилохвосток описаны ниже, в разделе "Дыхание".

Из отличительных особенностей выделительной системы вилохвосток можно отметить отсутствие у них мальпигиевых сосудов, в связи с чем все экскреторные процессы в их организме связаны с деятельностью только клеток жирового тела.

Дыхание. Дыхание у вилохвосток кожное - тонкостенные пузырьки брюшной трубки играют в нем немаловажную роль. Трахейная система у большинства видов коллембол отсутствует. У видов семейства Sminthuridae она слабо выражена в виде нескольких трахейных пучков с головной стигмой; эти пучки гомологичны трахейной системе высших насекомых.

Питание. Питаются вилохвостки мягкой разлагающейся растительной пищей или мелкими животными. Из водорослей Podura aquatica и виды Isotomurus предпочитают Protococcus.

Образ жизни. Покровы тела вилохвосток не смачиваются водой, и поэтому они, оставаясь сухими, свободно живут на поверхности воды.

Местообитания. Вилохвостки живут на поверхности воды в стоячих водоёмах (на прудах, каналах и водно-болотных угодьях, в лужах), особенно в прибрежной зоне. Встречаются также на плавающих и выступающих из воды водных растениях, на камнях, корягах, сваях мостов и т.д. По воде они прыгают словно капли дождя. Встречается иногда большими скоплениями.

Размножение и развитие. Размножаются коллемболы своеобразно. Самцы откладывают сперматофоры в виде капелек на стебельках, а самки захватывают сперматофоры своими половыми отверстиями. После оплодотворения самки кладут очень мелкие яйца. Самка Sminthurides aquaticus пробуравливает челюстями ткани ряски и погружает в них откладываемые яйца.

Метаморфоз у бескрылых отсутствует - постэмбриональное развитие заключается лишь в многочисленных линьках, сопровождающихся увеличением размеров тела и слабым изменением формы некоторых органов и цвета покровов. Перед линькой насекомое раскачивает брюшко и, напряженно сгибая тело, силится прорвать хитиновую кутикулу кожных покровов и выбраться из нее, как из футляра, через образовавшуюся щель (рис. 1: 10).

У только что вылупившегося насекомого зубчики на коготках ног и ветвях вилки бывают еще плохо выражены; относительная длина последнего членика усиков и 3-го и 4-го члеников брюшка также впоследствии увеличивается. По достижении половой зрелости на 5 сегменте брюшка открывается половое отверстие.

По наблюдениям над видами наземных вилохвосток (Orchesella cincta) установлено, что половая зрелость достигается после 7-й линьки; после этого насекомое линяет еще 5 раз. Такое явление ни у одного из высших насекомых не наблюдается.

В стайках вилохвосток среди темно окрашенных особей скопляются и их светлые сброшенные шкурки.

Особенности систематики. Ногохвостки относятся к низшим, первичнобескрылым насекомым. Отсутствие метаморфоза, первичное отсутствие крыльев, трахейной системы, мальпигиевых сосудов, простота строения пищеварительного канала вилохвосток свидетельствуют о примитивности этих насекомых, свойственной всем низшим бескрылым насекомым (Apterygota). Наряду с этим у вилохвосток имеются и высокоспециализированные органы, как, например, прыгательная вилка и связанные с ней приспособления.

Другие описания. В поисках водных насекомых остановимся у влажного берега тенистой заводи. Нередко случается, что именно в этот момент, точно рассеивающаяся пыль, из-под ног выскакивает множество мельчайших насекомых - вилохвосток. Через секунду они снова сидят на камнях, на влажном берегу или прямо на поверхности воды, где, внимательно приглядевшись, их легко заметить.

Описания видов и иллюстрации взяты из компьютерного определителя пресноводных беспозвоночных России (Боголюбов А.С., Кравченко М.В., Москва, "Экосистема", 2018).

Описания видов и иллюстрации взяты из компьютерного определителя пресноводных беспозвоночных России (Боголюбов А.С., Кравченко М.В., Москва, "Экосистема", 2018).

На страницах нашего сайта Вы также можете почитать учебник по энтомологии: Введение, Предмет и задачи энтомологии, Краткий очерк истории энтомологии, Основные принципы систематики насекомых, Строение насекомых, Нервная деятельность насекомых, Размножение насекомых, Развитие насекомых, Жизненные циклы, Диапауза, Защитные приспособления и общественный образ жизни, Питание и кормовая специализация насекомых, Распространение насекомых, Колебания численности насекомых, а также познавательную книгу д.б.н. В.А.Кривохатского "Муравьиный лев".

Познакомиться с изображениями и описаниями других объектов природы России и сопредельных стран - минералов и горных пород, почв, грибов, водорослей, лишайников, листостебельных мхов, деревьев, кустарников, кустарничков и лиан, травянистых растений (цветов), ягод и других дикорастущих сочных плодов, водных беспозвоночных животных, насекомых-вредителей леса, дневных бабочек, пресноводных и проходных рыб, земноводных (амфибий), пресмыкающихся (рептилий), птиц, птичьих гнезд, их яиц и голосов, а также млекопитающих (зверей), - можно в разделе Природа России нашего сайта.

В разделе Природа в фотографиях размещены также тысячи научных фотографий грибов, лишайников, растений и животных России и стран бывшего СССР, а в разделе Природные ландшафты мира - фотографии природы Европы, Азии, Северной и Южной Америки, Африки, Австралии и Новой Зеландии и Антарктики.

В разделе Методические материалы Вы также можете познакомиться с описаниями разработанных экологическим центром "Экосистема" печатных определителей растений средней полосы, карманных определителей объектов природы средней полосы, определительных таблиц "Грибы, растения и животные России", компьютерных (электронных) определителей природных объектов, полевых определителей для смартфонов и планшетов, методических пособий по организации проектной деятельности школьников и полевых экологических исследований (включая книгу для педагогов "Как организовать полевой экологический практикум"), а также учебно-методических фильмов по организации проектной исследовательской деятельности школьников в природе. Приобрести все эти материалы можно в нашем некоммерческом Интернет-магазине. Там же можно приобрести mp3-диски Голоса птиц средней полосы России и Голоса птиц России, ч.1: Европейская часть, Урал, Сибирь.

на сайте www.eсоsystеmа.ru Панорамный фильм по экологии (VR-360) на нашем Youtube канале Поделиться/Share: