Стридуляция

Стридуляция — это форма звуковой сигнализации, производимая животными путём трения одних частей тела о другие. В отличие от вокализации (звуков, издаваемых с помощью голосовых связок или дыхательной системы), стридуляция является механическим звуком, возникающим в результате фрикционного взаимодействия специализированных структур. Данный механизм наиболее характерен для насекомых, особенно для представителей отрядов прямокрылых (кузнечики, сверчки, саранчовые), полужесткокрылых (цикады, клопы) и жесткокрылых (жуки), однако встречается и у некоторых других членистоногих, включая многоножек и паукообразных.

Механизм и анатомия

Стридуляция основана на принципе работы так называемого стридуляционного аппарата. Этот аппарат, как правило, состоит из двух основных частей: «смычка» (или скребка) и «напильника» (или стридуляционной жилки). Смычок представляет собой зазубренный или ребристый выступ, а напильник — ряд твёрдых бугорков, гребней или зубчиков. При трении смычка о напильник возникают колебания, которые усиливаются резонирующими структурами тела животного, такими как кутикула крыльев, ног или специальные воздушные мешки.

У различных групп насекомых стридуляционный аппарат устроен по-разному:

• Прямокрылые (кузнечики и сверчки): У кузнечиков смычок расположен на внутренней стороне задних бёдер, а напильник — на надкрыльях. При движении ноги звук возникает при трении бедра о крыло. У сверчков, напротив, оба элемента находятся на надкрыльях: на одном крыле расположен напильник, на другом — смычок, и насекомое трёт их друг о друга, поднимая и опуская крылья.
• Цикады: У цикад стридуляционный аппарат расположен в основании брюшка и представляет собой сложную систему, состоящую из мембран (тимбалов), которые приводятся в колебание мощными мышцами. Хотя этот механизм часто называют «пением», по сути это разновидность стридуляции, где трение заменяется быстрым сокращением и расслаблением мышц, заставляющих мембраны вибрировать.
• Жуки: У многих жуков (например, у чернотелок, усачей) стридуляция возникает при трении заднего края переднеспинки о передний край надкрылий. У некоторых видов жуков-долгоносиков звук производится трением головы о переднегрудь.

Функции стридуляции

Звуки, издаваемые с помощью стридуляции, выполняют в жизни животных несколько ключевых функций:

Привлечение полового партнёра

Это наиболее известная и распространённая функция. У большинства стридулирующих насекомых звуки издают самцы, чтобы привлечь самок для спаривания. Каждый вид обладает уникальным «репертуаром» — характерной частотой, ритмом и длительностью сигнала. Самки распознают видоспецифичную песню и реагируют на неё, часто издавая ответные звуки или приближаясь к источнику. Например, самцы сверчков поют, сидя у входа в норку, и их трель служит не только для привлечения самок, но и для обозначения территории.

Защита и отпугивание

Стридуляция может служить средством защиты от хищников. Резкий, скрежещущий звук, издаваемый жуком или кузнечиком при захвате, может напугать или дезориентировать хищника (например, птицу или ящерицу), давая жертве шанс на спасение. У некоторых видов звук служит для отпугивания конкурентов или предупреждения о присутствии.

Коммуникация внутри группы

У некоторых общественных насекомых, таких как термиты или некоторые виды жуков-короедов, стридуляция используется для передачи сигналов тревоги, координации действий или обмена информацией о местонахождении пищи. Например, личинки некоторых жуков издают звуки, чтобы привлечь внимание родителей или других особей своего вида.

Территориальное поведение

Самцы многих видов используют стридуляцию для обозначения границ своей территории. Звуковой сигнал предупреждает других самцов о том, что данный участок занят, и может предотвратить физические столкновения.

Разнообразие звуков

Звуки, производимые стридуляцией, чрезвычайно разнообразны по тону, громкости и ритму. Они могут быть:

• Высокочастотными (писк, стрекот): Характерны для кузнечиков и сверчков. Частота может достигать десятков килогерц.
• Низкочастотными (жужжание, скрежет): Свойственны некоторым жукам и цикадам.
• Пульсирующими (трель, щелчки): Наиболее распространены у сверчков и саранчовых.

Громкость звука зависит от размера тела, мощности мышц и резонансных свойств. Некоторые цикады способны издавать звуки, слышимые на расстоянии до нескольких сотен метров.

Примеры стридулирующих животных

• Сверчки (Gryllidae): Классические примеры. Самцы издают характерные трели, потирая надкрылья друг о друга.
• Кузнечики (Tettigoniidae): Обычно издают высокие стрекочущие звуки, используя ноги и крылья.
• Саранчовые (Acrididae): Многие виды саранчи стридулируют, создавая звук трением задних ног о крылья.
• Цикады (Cicadidae): Известны своим громким «пением», которое на самом деле является результатом вибрации тимбальных мембран.
• Жуки-чернотелки (Tenebrionidae): Некоторые виды издают скрежещущие звуки при трении частей тела друг о друга.
• Пауки-птицееды (Theraphosidae): Некоторые виды, например, пауки-птицееды из рода Brachypelma, могут издавать шипящие или скрежещущие звуки, потирая ноги о хелицеры (ротовые придатки). Этот механизм называется «стридуляция» и служит для отпугивания хищников.

Стридуляция и человек

Звуки стридуляции играют важную роль в культуре и науке. Стрекотание сверчков и кузнечиков является неотъемлемой частью звукового ландшафта многих регионов мира. В ряде культур (например, в Японии) сверчков содержат в клетках ради их пения.

В науке стридуляция используется для идентификации видов насекомых, изучения их поведения и эволюции. Анализ акустических сигналов позволяет исследователям различать близкие виды, которые внешне почти неотличимы. Кроме того, понимание механизмов стридуляции может иметь прикладное значение для разработки новых методов борьбы с вредителями, например, путём создания акустических ловушек или отпугивающих устройств.

Источники

1. Шванвич Б. Н. Курс общей энтомологии. — М.—Л.: Советская наука, 1949.
2. Жданова Т. Д., Жданов И. А. Энтомология. — М.: Издательство «Колос», 2005.
3. Alexander R. D. Acoustical communication in arthropods // Annual Review of Entomology. — 1967. — Vol. 12. — P. 495—526.
4. Ewing A. W. Arthropod Bioacoustics: Neurobiology and Behaviour. — Cornell University Press, 1989.