Липкий гарпун жуков-стафилинид

Существует тьма-тьмущая видов стафилинид (Staphylinidae), у них короткие надкрылья и длинное тело, они обитают в подстилке леса, ведут хищный образ жизни, а еще иногда они проникают в гнезда муравьев. Вот, пожалуй, и всё, что знает о жуках-стафилинидах среднестатистический любитель природы. Но среди более чем 60 000 известных видов современных стафилинид попадаются совершенно неординарные создания. Одними из них могут по праву считаться представители рода Stenus (на фото).

Мало кто сможет догадаться, что обладатель этой головы с длинным «хоботком», сфотографированной с помощью сканирующего электронного микроскопа, — жук из семейства стафилинид. Перед нами на самом деле не хоботок, а уникальный ловчий аппарат с клеящим веществом на конце. Таким липким гарпуном экипированы ныне живущие представители рода Stenus.

Жук-стафилинида Stenus clavicornis с расправленным ловчим аппаратом. Изображение в сканирующем электронном микроскопе (SEM). Фото сделал © David Spears, образец подготовил © Ross Piper. Фото с сайта flickr.com

Род Stenus распространен всесветно и включает в себя около 2600 описанных видов, являясь вторым по разнообразию среди всех родов животных (первое место принадлежит жукам-златкам рода Agrilus, к нему относится более 3000 видов). Считается, что эволюционного успеха стафилиниды рода Stenus добились благодаря своему супероружию — ротовым частям, модифицированным для дистанционной поимки подвижной добычи, в роли которой выступают главным образом ногохвостки.

Многие слышали о маске личинок стрекоз — она представляет собой удлиненную нижнюю губу, которая выбрасывается вперед, когда мимо проплывает потенциальная жертва. Похожее приспособление — тоже на основе нижней губы — изобрели и стафилиниды Stenus. Но только если маска стрекозы складывается и раскладывается подобно раздвижному столу, то ловчий аппарат Stenus больше похож на детскую трубку-дуделку, которая распрямляется, если в нее подуть, с тем отличием, что вместо воздуха стафилиниды используют гемолимфу.

Параглоссы жука-стафилиниды Stenus juno, преобразованные в липкие подушечки. A — общий вид без клейкой субстанции. B — выросты на поверхности параглоссы с щеткой на конце. С — параглоссы, покрытые клейкой субстанцией. D — выросты с щеткой на конце, проступающие под клейкой субстанцией. Длина масштабной линейки — 20 мкм (A), 2 мкм (B, D), 30 мкм (C). Изображение из статьи L. Koerner et al., 2012. Functional morphology and adhesive performance of the stick-capture apparatus of the rove beetles Stenus spp. (Coleoptera, Staphylinidae)

Липкий гарпун Stenus состоит из двух частей — собственно нижней губы (точнее, прементума) и мембранозной соединительной трубочки, которая связывает ее с головой. В состоянии покоя соединительная трубочка втягивается в головную капсулу, увлекая за собой нижнюю губу. Процесс выброса ловчего аппарата Stenus за счет закачки гемолимфы занимает всего 1–3 миллисекунды. Его длина в расправленном состоянии составляет 1,2–1,4 мм, что равно примерно четверти длины всего тела. Этого вполне достаточно для захвата, или, вернее, приклеивания добычи, которое происходит за счет пары модифицированных параглосс — придатков нижней губы, расположенных на ее конце.

Жук-стафилинида Stenus в процессе охоты. Вверху — жук, готовый к выбрасыванию ловчего аппарата, в середине — жук с расправленным ловчим аппаратом, внизу — жук с добычей после втягивания ловчего аппарата. Рисунок из статьи O. Betz et al., 2009. An insect’s tongue as the model for two-phase viscous adhesives?

Параглоссы Stenus представляют собой эластичные подушечки, покрытые рядами длинных выростов с щеточками на вершине. Эти выросты, напоминающие коралловых полипов, погружены в вязкую клееобразную массу. Клей выделяют специальные железы, находящиеся в голове жука. Клей состоит из двух компонентов, секретируемых двумя типами клеток, — липидного и белкового. За счет резкого выбрасывания «гарпуна» добыча приклеивается к его концу. Когда гемолимфа отливает, нижняя губа спадается и притягивает приклеившуюся жертву к жуку, и в дело вступают мандибулы (челюсти) — у Stenus они такие же, как у остальных стафилинид.

Недавно в бирманском янтаре (возраст — около 100 млн лет) были обнаружены стафилиниды из того же подсемейства Steninae, что и Stenus. Они относятся к вымершему роду Festenus. Практически все представители этого рода упокоились в своих янтарных могилках с нерасправленной верхней губой. И только у двух из 120 имеющихся экземпляров ловчий аппарат сохранился в боевой позиции.

A — ловчий аппарат Stenus comma, SEM-изображение. B — две стафилиниды Festenus gracilis из бирманского янтаря, 1 — экземпляр с хорошо различимым ловчим аппаратом (фото С и D). E — экземпляр Festenus sp. с ловчим аппаратом, оторванным от головы (фото F). el —надкрылья, ab — брюшко, man — мандибулы, prm — прементум, ct — соединительная трубочка, pgl — параглоссы, lp1–3 — сегменты нижнегубных щупиков. Изображение из статьи C. Cai et al., 2019. A specialized prey-capture apparatus in mid-Cretaceous rove beetles

Оказалось, что он устроен так же, как и у ныне живущих стафилинид Stenus. Получается, наличие ловчего аппарата не принесло Festenus особого успеха и даже не спасло его от вымирания. Так что за эволюционным прорывом Stenus могли стоять и какие-то дополнительные факторы.

Снимок сделал © David Spears, образец подготовил © Ross Piper. Фото с сайта flickr.com.

Александр Храмов