Цикады

Цикады — это надсемейство насекомых (Cicadoidea) отряда полужесткокрылых, подотряда цикадовых (Auchenorrhyncha). Характеризуются крупными размерами, хорошо развитыми прозрачными крыльями и способностью самцов издавать громкие стрекочущие звуки с помощью специальных органов — тимбалов. Цикады распространены преимущественно в тёплых регионах мира, включая южные районы России, и известны своим длительным циклом развития, который у некоторых видов может достигать 13–17 лет.

История изучения

Цикады были известны человеку с древнейших времён. В Древней Греции и Китае их почитали как символ бессмертия и возрождения. Первое научное описание цикад дал Аристотель в IV веке до н. э. в трактате «История животных», где он отметил особенности их звукоизвлечения и жизненного цикла. Систематическое изучение цикад началось в XVIII веке с работ Карла Линнея, который включил их в свою «Систему природы» (1758) под названием Cicada. В XIX веке российские энтомологи, такие как Г. Г. Якобсон и В. Ф. Ошанин, внесли вклад в изучение цикад фауны России и сопредельных территорий, описав ряд видов, обитающих в Крыму, на Кавказе и в Средней Азии. В XX веке исследования были сосредоточены на биологии развития, особенно на периодических цикадах Северной Америки, а также на акустической коммуникации и экологии.

Классификация

Надсемейство Cicadoidea делится на два современных семейства:

• Cicadidae (настоящие цикады) — наиболее многочисленное и разнообразное семейство, включающее около 3000 видов. Представители отличаются крупными размерами, хорошо развитыми тимбалами и широким распространением в тропиках, субтропиках и умеренных широтах.
• Tettigarctidae — небольшое реликтовое семейство, включающее всего два современных вида, обитающих в Австралии и на Тасмании. У них отсутствуют тимбалы, и звуки они издают трением частей тела.

В ископаемом состоянии известно ещё несколько семейств, например, Palaeontinidae, существовавшие в юрском и меловом периодах.

На территории России и сопредельных стран (включая Крым, Кавказ, юг Сибири и Дальний Восток) встречается около 30 видов цикад из семейства Cicadidae. Наиболее известные виды: цикада обыкновенная (Lyristes plebejus), цикада горная (Cicadetta montana), цикада дубовая (Tibicen haematodes).

Внешнее строение

Цикады — одни из крупнейших представителей полужесткокрылых. Длина тела взрослых особей варьирует от 10 до 55 мм, а размах крыльев у некоторых тропических видов достигает 18 см. Тело разделено на голову, грудь и брюшко.

• Голова короткая, с крупными сложными глазами и тремя простыми глазками (оцеллиями). Усики (антенны) короткие, щетинковидные, состоят из 7 члеников. Ротовой аппарат колюще-сосущего типа, в виде хоботка, которым цикады прокалывают кору растений и питаются соком.
• Грудь состоит из трёх сегментов. Переднеспинка крупная, часто с выростами. Крылья две пары: передние — плотные, кожистые (надкрылья), задние — перепончатые, широкие. В покое крылья складываются кровлеобразно. Ноги ходильные, с утолщёнными бёдрами передних ног, которые у некоторых видов снабжены шипами.
• Брюшко у самцов несёт сложный звуковой аппарат — тимбалы, расположенные по бокам первого сегмента брюшка. Тимбалы представляют собой мембраны, приводимые в движение мощными мышцами. У самок брюшко заканчивается яйцекладом.

Биология и жизненный цикл

Цикады — насекомые с неполным превращением. Их жизненный цикл включает три стадии: яйцо, личинка (нимфа) и имаго (взрослое насекомое). Продолжительность развития сильно варьирует: от 1–2 лет у большинства видов до 13–17 лет у периодических цикад (Magicicada), обитающих в Северной Америке.

Размножение и развитие

Самка откладывает яйца с помощью яйцеклада в надрезы коры или в ткани растений (ветки, стебли, черешки листьев). В одной кладке может быть от нескольких десятков до нескольких сотен яиц. Через 1–2 месяца из яиц выходят личинки, которые падают на землю и закапываются в почву.

Личинки цикад ведут подземный образ жизни. Они питаются соком корней растений, прокалывая их хоботком. Личинки проходят несколько возрастов (обычно 5), линяя по мере роста. У периодических цикад развитие личинок синхронизировано и длится строго 13 или 17 лет. В конце развития личинка выбирается на поверхность, прикрепляется к стволу дерева или стене и превращается во взрослую особь (имаго). Процесс выхода из последней личиночной шкурки (имагинальная линька) занимает несколько часов, после чего крылья расправляются и затвердевают.

Питание

Взрослые цикады питаются соком растений, прокалывая кору тонких веток и листьев. Личинки в почве сосут сок корней. Массовое питание цикад может ослаблять растения, особенно в годы высокой численности, но обычно не приводит к гибели здоровых деревьев.

Акустическая коммуникация

Самцы цикад — одни из самых громких насекомых в мире. Звук, издаваемый некоторыми видами, может достигать 100–120 дБ и быть слышен на расстоянии до 1–2 км. Звуковой аппарат (тимбалы) расположен по бокам первого сегмента брюшка. Специальные мышцы быстро сокращают и расслабляют тимбальную мембрану, заставляя её вибрировать. Резонаторами служат воздушные мешки в брюшке. У некоторых видов звук усиливается благодаря особым складкам на крыльях.

Каждый вид цикад имеет характерную «песню», которая служит для привлечения самок и для территориальной маркировки. Самки не имеют тимбалов и не издают звуков, но могут реагировать на призывы самцов щелчками крыльев. У цикад, обитающих в России, например, у цикады обыкновенной, стрекотание представляет собой непрерывную трель, напоминающую звук работающего электроприбора.

Распространение и среда обитания

Цикады распространены на всех континентах, кроме Антарктиды. Наибольшее видовое разнообразие наблюдается в тропических и субтропических регионах. В России цикады встречаются в южных районах: в Краснодарском и Ставропольском краях, в Крыму, в Ростовской области, на Кавказе, а также на юге Дальнего Востока (Приморский край). Один вид — цикада горная — проникает в центральные регионы Европейской части России, вплоть до Московской области.

Цикады предпочитают открытые, хорошо прогреваемые солнцем места: степи, лесостепи, сухие леса, сады, парки. Личинки обитают в почве на глубине от 10 до 50 см, привязанные к корням определённых растений-хозяев.

Значение в природе и жизни человека

В природе цикады играют роль потребителей растительной биомассы и являются важным звеном в пищевых цепях. Их личинки служат пищей для почвенных беспозвоночных, а взрослые особи — для птиц, рептилий, мелких млекопитающих и хищных насекомых. Массовый вылет периодических цикад в Северной Америке вызывает всплеск численности местных хищников.

Для человека цикады имеют неоднозначное значение. В сельском хозяйстве массовое размножение некоторых видов может наносить вред плодовым деревьям (яблоня, груша, слива) и виноградникам, повреждая кору при яйцекладке и ослабляя растения. Однако в России цикады редко достигают экономически значимой численности. В культуре цикады часто воспринимаются как символ южного лета, их пение упоминается в литературе и поэзии (например, в стихах А. С. Пушкина, И. А. Бунина). В некоторых странах Юго-Восточной Азии цикад употребляют в пищу.

Интересные факты

• Периодические цикады (Magicicada) обладают самым длинным жизненным циклом среди насекомых — 13 или 17 лет. Точная причина такой длительности до конца не установлена; предполагается, что это эволюционная адаптация, позволяющая избежать синхронизации с жизненными циклами хищников.
• В Китае цикады с древности считались символом бессмертия и воскрешения, их изображения часто встречаются в погребальном искусстве.
• У некоторых видов цикад температура тела может повышаться до 40 °C за счёт работы мышц тимбалов, что позволяет им «петь» даже в прохладную погоду.
• В 2021 году в США наблюдался массовый вылет миллиардов цикад 17-летнего поколения Brood X, что привлекло внимание мировых СМИ и вызвало временные неудобства из-за шума и обилия насекомых.

Источники

• Жизнь животных. Том 3. Членистоногие. Под ред. М. С. Гилярова. — М.: Просвещение, 1984.
• Определитель насекомых Европейской части СССР. Том 1. Низшие, древнекрылые, с неполным превращением. Под ред. Г. Я. Бей-Биенко. — М.-Л.: Наука, 1964.
• Крыжановский О. Л. Состав и распространение энтомофауны земного шара. — М.: Товарищество научных изданий КМК, 2002.
• Sanborn, A. F. Catalogue of the Cicadoidea (Hemiptera: Auchenorrhyncha). — Academic Press, 2014.
• Энциклопедия «Биология» (под ред. М. С. Гилярова). — М.: Большая Российская энциклопедия, 2003.