Яйцеклад

Яйцеклад — орган некоторых насекомых для откладывания яиц. Транспортирует яйцо в нужное место, как правило — внутрь какого-либо субстрата.

Строение и функционирование

Яйцеклад расположен на двух последних (задних) члениках брюшка — восьмом и девятом. Он возник в ходе эволюции из видоизмененных конечностей этих члеников. Если не брать во внимание мелкие детали, яйцеклад крылатых насекомых состоит из трех пар удлиненных створок. Первая пара (верхние створки) отходит от двух пластинок восьмого членика. От четырех пластинок девятого членика отходят пара наружных и пара внутренних створок. Приложенные друг к другу верхние створки обычно образуют футляр для остальных створок.

В покое вторая и третья пара створок обычно вложены в этот футляр. При откладывании яйца две створки футляра расходятся, а прижатые друг к другу наружные и внутренние створки образуют зазубренную на верхушке трубку. Слаженные движения створок происходят с помощью сложной системы мышц.

Яйцеклад у разных групп насекомых

Настоящий яйцеклад имеют щетинохвостки, перепончатокрылые, верблюдки, прямокрылые, богомолы, палочники, сеноеды, некоторые стрекозы и трипсы, значительная часть полужесткокрылых (клопов) и равнокрылых.

Цикады и пилильщики используют яйцеклад для откладки яиц внутрь листьев и стеблей. Кузнечикам и сверчкам яйцеклад помогает отложить яйцо в почву и в растения. При этом у сверчков створки двигаются вперед-назад относительно друг друга. Это, вероятно, помогает вытолкнуть яйцо наружу. Вот как описывают механизм откладывания яйца самкой бананового сверчка:

«Сверчок может перед откладкой держать яйцо на кончике яйцеклада, словно в клюве. Перед откладыванием насекомое энергично очищает выбранный участок грунта от камней и т.п., поднимает задний конец тела, устанавливает яйцеклад под углом 45° к поверхности почвы и вонзает на всю длину в грунт. Введение в мягкую почву занимает около минуты. Створки при этом выполняют в быстром темпе встречные движения. Когда яйцо отложено, яйцеклад вытягивается, причем насекомое делает несколько коротких толчков вниз, очевидно, закапывая образовавшийся в почве канал».

Саранча яйцекладом прокапывает в почве ход: одни створки разгребают землю, другие отодвигают в стороны. При этом брюшко сильно растягивается, становясь иногда чуть ли не вдвое длиннее тела.

У тараканов яйцеклад полностью находится внутри брюшка и участвует в формировании яйцевого кокона (отеки). Периодические цикады, прорезав отверстие в ветке, вынимают яйцеклад, затем снова вводят туда. В результате этого в древесине образуется ход с двумя камерами по сторонам. В каждую цикада откладывает группу яиц.

Стрекозам яйцеклад обеспечивает откладывание яиц в подводные стебли растений и просто в воду. Например, стрекозы из рода кордулегастер (Cordulegaster) при этом зависают в воздухе в вертикальном положении над мелким ручьем, погружают в воду вершину брюшка, створки яйцеклада проникают между камешками, и яйцо оказывается под ними.

Откладывание яиц у перепончатокрылых

Яйцеклад пилильщиков из рода Cimbex действует как пилка и напильник. Рогохвосты пропиливают яйцекладом в древесине туннель длиной до 2 см для 3–4 яиц. Когда самка готовит его, ее брюшко сгибается под углом 90° к передней части тела. Небольшой наездник Apocryta westwoodi grandi (семейство Птеромалиды) откладывает яйца в зеленоватые плоды инжира, где уже живут личинки других насекомых — добыча для личинок наездника. Его яйцеклад маленький — 7–8 мм в длину и такой тонкий, что незаметен глазу (0,015 мм). Исследование показало, что это довольно сложная структура. Створки футляра имеют снаружи мелкие ямки, которые позволяют яйцекладу сгибаться, не повреждаясь. На кончике есть чувствительные волоски, позволяющие удачно выбрать место для «бурения». А зубцы на кончике обогащены цинком, и это повышает их твердость и стойкость к истиранию. По твердости они почти не уступают акриловому цементу, из которого в стоматологии изготавливают искусственные зубы.

Наездники, паразитические перепончатокрылые, откладывают яйца в тело животного-хозяина. Для этого они яйцекладом прокалывают покровы, и яйцо оказывается внутри жертвы. Когда она находится, например, в соцветии, древесине, в другом животном, самка прокалывает и этот субстрат.

У многих наездников-ихневмонид яйцеклад может быть очень длинным, в несколько раз длиннее туловища. Они откладывают яйца в тело личинок и куколок, обитающих внутри растений. Длиннющий яйцеклад помогает попасть в жертву, скрывающуюся под немалой толщей.

Самый яркий пример — действия наездников из рода Megarhyssa, паразитирующих на личинках рогохвостов и жуков-усачей, или наездника эфиальта-императора (Dolichomitus imperator) — паразита усачей и жуков-златок. Постукивая усиками по стволу дерева, насекомое находит место, под которым обитает личинка. Подняв задний конец тела под большим углом кверху, самка опирается концом яйцеклада в кору. Створки-футляр раздвигаются и поднимаются вверх. Первые и вторые створки начинают работать. Насекомое начинает ходить вокруг воткнутого яйцеклада, и он соответственно вращается. То есть, он действует не как пилка, а как сверло. Насекомое двигается сначала медленно, потом все быстрее и быстрее. При каждом шаге самка крепко вцепляется ногами в кору, чтобы хоть немного повернуть «сверло». Древесина может быть достаточно твердой (скажем, дуб). Несмотря на это, через 3–4 минуты весь яйцеклад входит в ее толщу.

У многих перепончатокрылых (пчелы, осы, шмели, некоторые муравьи) яйцеклад в ходе эволюции превратился в жало.

Ложный яйцеклад

У многих насекомых ложный яйцеклад. Это удлиненные концевые членики брюшка, соединенные гибкими кольцевыми мембранами. Такая структура способна выдвигаться в виде короткой телескопической трубки, раздвигать поверхность рыхлого субстрата (например, почвы) и направлять яйцо, куда требуется. Иногда такой яйцеклад помогает отложить яйцо просто на какую-нибудь поверхность. Ложный яйцеклад имеют некоторые чешуекрылые (бабочки), жесткокрылые (жуки; например, майский хрущ), двукрылые (мухи), скорпионницы.

Самка новозеландского жука-усача Prionoplus reticularis орудует ложным яйцекладом — пытается отложить яйцо на древесину, защищенную от нее же проволочной сеткой

Некоторые рыбы имеют орган, аналогичный яйцекладу насекомых. Это видоизмененный анальный плавник, превратившийся в трубку. С ее помощью эти рыбы (например, обыкновенный горчак) откладывают икру в полость моллюсков, где она и развивается.

В популярной культуре

Авторы фантастических фильмов неоднократно эксплуатировали тему яйцеклада.

• В классическом боевике «Чужие» (1986) инопланетяне наделены органами, с помощью которых транспортируют свои зародыши в тела людей и совершают другие ужасы.
• В японской ленте «Гамера против Джайгера» (1970) монстр использует свой яйцеклад, чтобы незаметно заразить протагониста, кайдзю-черепаху, своей «личинкой».
• В британском фантастическом сериале Primeval («Портал юрского периода») фигурируют огромные перепончатокрылые мегоптеры — одновременно хищники и паразиты, которые с помощью яйцеклада откладывают яйца в хозяев.
• В научно-популярном фильме BBC «Прогулки с динозаврами» есть сцена откладывания диплодоком яйца с помощью яйцеклада. Последнее, несмотря на научные основы фильма, является полной выдумкой авторов.

В технике

Изучение строения яйцеклада рогохвостов вдохновило ученых и инженеров на создание медицинского зонда особой конструкции. У этих насекомых две гибкие створки для прорезания древесины снаружи имеют зубцы, которые направлены в противоположную движению сторону. Когда одна створка делает в субстрате движение вперед, другая делает шаг назад, ее зубцы растопыриваются и закрепляют ее на месте. Затем она делает шаг вперед, а другая створка закрепляется. Так они, действуя поочередно, пропиливают древесину с минимальными затратами усилий. Британские учёные и инженеры сконструировали аналогичный наконечник для гибкого микрозонда. Две его створки двигает миниатюрный электромотор. Зонд способен продвигаться сквозь живые ткани, причиняя им минимальные повреждения. Это особенно важно при хирургических операциях на головном мозге. Его можно использовать, оперируя кости, мышцы. Медики считают, что с помощью такого зонда можно будет доставлять лекарства непосредственно к злокачественным опухолям.