Певчие цикады: описание насекомого, среда обитания, питание, жизненный цикл
Летом можно слышать продолжительные, часто пронзительные звуки, доносящиеся с деревьев и кустарников. Это поют самцы цикад. Цикады – самые громкие представители среди насекомых. Их пение более разнообразно, чем стрекотание кузнечиков и саранчи. И воспроизводят звуки они совсем другим инструментом – барабанными перепонками.
Систематика насекомых
К какому отряду насекомых относятся цикады? Ученые отнесли их к равнокрылым хоботным (Homoptera). Равнокрылые – потому что все 4 крыла одинаковой или почти одинаковой плотности. Хоботные – так как имеют колюще-сосущий хоботок. Питаются они соком растений. К этому отряду относятся также тля, щитовки и червецы.
Характеристика цикад
Несмотря на то что цикадовые выделены в отдельный подотряд, у них имеются общие признаки насекомых. Так, у представителей этого таксона передние крылья или прозрачные, или кожистые. Складываются крышеобразно. Туловище толстое, крылья выступают далеко за кончик брюшка. Усики короткие, членистые. На широкой голове 2 сложных глаза и три простых.
Личинки нежные, с тонкими покровами, поэтому обитают в укрытиях. В первое время живут под корой деревьев, затем падают на землю и зарываются довольно глубоко. Иногда на целый метр вглубь. Некоторые представители защищаются от хищников и высыхания, образуя пенку вокруг своего тела.
Длина цикад - от 2 до 70 мм. Более мелкие представители отлично прыгают, используя для этого задние прыгательные конечности. У крупных видов все конечности ходильные.
Певчие цикады
Выделены в отдельное семейство. Называется семейство также «цикады настоящие». Имеют ряд общих признаков. Описание певчих цикад следующее: крупные насекомые с толстым брюшком, ходильными ногами и хорошо развитыми прозрачными крыльями. Бедра передних ног утолщены, с двумя-тремя зубцами. Все представители обладают замечательной способностью к громкому пению. В мире певчих цикад около 1500 видов. Обитают эти создания преимущественно в теплых климатических зонах.
Признаки насекомых одинаковы для всех представителей певчих цикад. Поэтому, запомнив одну цикаду, легко определить и принадлежность остальных видов к тому же семейству.
Пение цикад
Разнообразно поют цикады. Описание песни индивидуально для каждого вида. Голос может быть похож на звук циркуляционной пилы или монотонный сигнал поезда. Некоторые песни отличаются наличием двух частей, различных по звучанию.
Тимбальные органы, которые воспроизводят звук, расположены на брюшной стороне тела. Специальные пластинки прикрывают аппарат. Сами цимбалы состоят из трех перепонок. Наружная перепонка соединена с мощными мышцами. Мышцы меняют выпуклость перепонки на вогнутость, и наоборот. Мускулы, прикрепленные к центру инструмента, напрягаются, изгибая перепонку. Воспроизводится звук. Далее мускулы расслабляются, а перепонка принимает прежнее положение. На этом этапе звук может воспроизводиться, а может быть не слышен человеческому уху. В результате получается стрекотание, как при игре с выпуклой крышкой жестяной банки. Остальные перепонки (передняя и задняя) входят в резонанс с наружной или имеют собственные мышцы. Задняя перепонка называется «зеркальцем». Она красиво переливается разными цветами.
Колебания совершаются до 4000 раз в секунду при наличии достаточного тепла. Однако и ста раз в секунду достаточно для стрекотания цикады. Большие воздушные полости усиливают звук – являются резонаторами. Полости соединены с дыхальцами для подачи воздуха. Кстати, громко поют только крупные представители. Более мелкие тоже поют, но так тихо, что человеческому уху их не слышно. Долгое время считалось, что поют только самцы. В 1959 году изучили 19 видов европейских цикадок. Оказалось, что самки тоже поют. Однако необходимы усилители звука, чтобы человек мог услышать их звуки.
Некоторые представители поют так громко, что ухо человека не может выдержать. Это отлично защищает от хищников. Такие громкие цикады распространены, например, в пустынях Северной Америки.
На этом же континенте обитает цикада с самым длинным жизненным циклом. Личинка превращается во взрослую особь через 17 лет. Это рекорд среди насекомых. Однако не все виды семейства изучены. Возможно, откроются и другие удивительные представители певчих цикад.
Образ жизни
Чем питается цикада? Личинки обитают под землей, где питаются соком молодых корней растений. Также сосут сок подземной части стебля. Чем питается цикада, когда вырастет? Взрослые представители прокалывают хоботком клеточные стенки растений и пьют сок. После трапезы насекомых сок продолжает выделяться. Образуется капелька питательной жидкости. Она застывает на воздухе. Манна - так называются такие капельки.
Таким образом, среда обитания певчих цикад – это биотоп, имеющий растительность. Взрослые любят петь, сидя на деревьях и кустарниках. Личинки обитают в почве под этими же древесными растениями. Певчие цикады распространены по всему свету.
Признаки того, что вы слышите именно цикаду
Как отличить пение цикады от звуков прямокрылых? Цикады выводят свои трели обычно днем, особенно в жаркие полуденные часы. Дело в том, что для пения необходимо много энергии. Эту энергию дает солнечное тепло. Только незначительное количество представителей бодрствует в сумеречное время суток. В этом случае энергия вырабатывается за счет работы мышц, которые обычно используются для полета.
Сидят певчие цикады на деревьях и кустарниках, обычно выше человеческого роста. Так что если песня слышится сверху, то, скорее всего, это издает трель самец.
Жизненный цикл певчей цикады
Самка проделывает яйцекладом отверстие в коре свежей молодой веточки дерева или куста. Откладывает в углубление яйца. Из них выходят личинки. В первое время они могут оставаться на ветках и питаться соками надземной части растения. Но затем обязательно падают на землю и сразу начинают зарываться в грунт, где сложно их найти потребителям насекомых. Под землей достаточно влаги, прохладно, много пищи. Личинки имеют копательные конечности. Ищут насекомые молодые корешки. Прокалывают клювовидным хоботком растительные покровы и сосут сок. Так питаются они от года до 17 лет в зависимости от вида насекомого. Растительный сок не очень питателен, поэтому развитие многих представителей затягивается на несколько лет.
В процессе роста личинки несколько раз линяют. Перед последней линькой выходят на поверхность. Садятся на ствол ближайшего дерева. Здесь из личинки выходит взрослая особь. Это длительный, не минутный процесс. После выхода из старой шкурки цикада около часа сушит крылья. Взрослая особь живет 1-2 месяца. Таким образом, цикада имеет жизненный цикл с неполным превращением, то есть стадия куколки отсутствует.
Симбиоз с цикадами
Сок растений – в основном сладкая углеводная жидкость. Цикады, как и все животные, должны получать и белок для построения своего тела. Для этого в их организме имеются симбиотические грибки. Их колонии снабжают насекомых белком.
Представитель средней полосы России
Цикада горная (Cicadetta Montana) – единственный представитель, обитающий в средней полосе Европы. Остальные настоящие цикады живут южнее. Горная цикада имеет меньшие размеры, чем ее тропические родственники. Название «горная» не совсем удачное, потому что обитает этот вид преимущественно на равнинах.
Исследования типичного представителя Австралии
Дэвид Янг – австралийский ученый-исследователь. Он занимается изучением пения австралийских зеленых цикад (Cyclochila australasias).
Создание это, сидя на дереве, начинает петь. Через некоторое время к "солисту" присоединяются остальные живущие поблизости самцы. Получается целый хор. Обычно одно насекомое поет несколько секунд или минут. Хор беспозвоночных продолжает петь долгое время. Так самцы привлекают самок.
Пение зеленой цикады воспринимается как продолжительный громкий звук без изменения тональности. Дэвид Янг, выбрав особь, сидящую одиночно, записал песню на магнитофон. Далее проанализировали запись на компьютере. Оказалось, что пение цикады – это множество импульсов. Причем правый и левый инструменты работают по очереди. Число импульсов обычно составляло 230 и доходило временами до 4000 в секунду.
Во процессе стрекотания певчие цикады принимают особую стойку. Самец приподнимает брюшко, крылья при этом расходятся немного в стороны.
Другие представители подотряда цикадовых
Кроме певчих представителей, к цикадовым относятся семейства Цикадки, Горбатки, Пенницы. У всех у них такой же внешний облик. Однако имеют они еще и задние прыгательные конечности.
Цикадки - более мелкие по сравнению с настоящими цикадами. Передние крылья у них плотные, кожистые. Эти создания очень подвижные, летают лучше цикад певчих. И личинки, и взрослые особи обитают на травянистой растительности.
Горбатки имеют фигурные выросты на переднеспинке. Наиболее разнообразны в Южной Америке.
Пенницы часто ярко окрашены. Их передние крылья плотные. Прекрасно прыгают, однако при опасности падают на землю, где их сложнее заметить. Личинки пенниц имеют особое приспособление от высыхания. Они образуют вокруг себя пенистую массу, за что и получили свое название.
Личинка выделяет особую жидкость – неусвоенный организмом сок растений. В личинке обитают симбионты, которые выделяют муцин. Муцин добавляется в выделения. Он обеспечивает вязкость жидкости. Личинка вспенивает сок растений с муцином, выделяя в массу из дыхалец пузырьки воздуха и взбивая ее быстрыми движениями ног. Так она оказывается в своем мокром домике. Цикады-пенницы обитают по всему миру. На Мадагаскаре, например, с деревьев падают капли пены - выделения цикад, как будто идет дождь.
Отношение людей к цикадам
У народов отношение к цикадам сильно разнится. Так, римляне очень не любили трескучее пение этих насекомых. Древние греки же уважали цикад, любили слушать их музыку и даже изображали насекомых на монетах. В Испании цикад очень любят. Всегда можно увидеть сувениры с изображением этих созданий в продаже.
Нанотехнологии
Psaltoda claripennis – цикада, поверхность крыльев которой усажена микроскопическими иголочками. Такая поверхность убивает попадающие на крылья бактерии. Ученые планируют использовать открытие для создания бактерицидных материалов.
Интересны насекомые, если приглядеться к ним внимательно. Ученым предстоит изучить еще немало видов цикад и других беспозвоночных. Много удивительных открытий сделано в науке, и нам еще предстоит узнавать новые тайны из жизни насекомых, их строения и поведения. Многие членистоногие ведут сложный образ жизни. Цикады отличаются необычным строением, являются рекордсменами среди насекомых. Более того, они очень красивы. Кто видел массовый выход взрослых певчих цикад из последней стадии личинки-нимфы, тот явно не останется равнодушным.