Дыхание подразумевает газообмен в жидкой среде или через влажную поверхность, что также привело бы к огромным потерям воды через эту поверхность, например, если постоянно смачивать конечность с жаберными лепестками. Выход может быть в том, чтобы спрятать жаберную ногу в специальный карман (рис. 6) и, таким образом, создать влажную камеру для газообмена (=легкие членистоногих).

Рис. 6. 1 — жаберная нога; 2 — она же в кармане; 3 — жаберные легкие;

Такой механизм дыхания и был реализован, но при малых размерах тела более эффективным оказался другой выход из положения — трахейное дыхание. Трахеи — это тонкие ветвящиеся трубочки, ведущие от поверхности тела непосредственно к снабжаемым кислородом органам.

Из хелицеровых полностью сухопутной группой являются паукообразные, но общий предок всех паукообразных был морским организмом. Это видно из того, что разные группы паукообразных независимо создавали дыхательную и выделительную системы, пригодные к наземному существованию.

Многочисленны на сегодня две группы паукообразных — собственно пауки и клещи. Брюшные конечности пауков стали паутинными бородавками, паутина — это и орудие охоты, и убежище, и кокон, и способ расселения, и даже подводный колокол. Клещи уменьшили свои размеры до такой степени, что полости между частицами почвы стали для них огромной пещерой, покрывающей всю поверхность планеты. Миниатюрность открыла клещам и широкие возможности для паразитизма. Однако устройство ротового аппарата паукообразных подразумевает питание жидкой пищей и, следовательно, хищничество. Биомасса растений суши досталась не им.

Выделительная и дыхательная системы Трахейных устроены по единому плану. Значит, общий предок всех Трахейных был уже сухопутным животным. К Трахейным относятся многоножки, скрытночелюстные и насекомые.

13. Насекомые

Из сегодняшних насекомых ближе всех к прототипу Трехвостки. Чешуйницу, например, можно иногда встретить в ванной обычного жилого дома. Тело чешуйницы устроено так же, как и всех прочих насекомых, но благодаря отсутствию всяких изысков его проще рассмотреть. Голова состоит из слитых головной лопасти и 4 первых сегментов, усики длинные, из неопределенно большого числа члеников, ротовой аппарат грызущий. Грудь состоит из 3 сегментов и несет 3 пары ходильных ног. Брюшко из 10 сегментов с рудиментами конечностей, заканчивается хвостовыми нитями (рис. 7).

Рис. 7. Первичнобескрылое насекомое — чешуйница Thermobia domestica

Чешуйницы непривередливы к еде, съедят и кусочек газеты, который будут долго переваривать с помощью характерных для растительноядных насекомых симбиотических бактерий в их желудке. Бактерии имеют утраченные животными ферменты для разложения целлюлозы, чешуйница поставляет им жидкую кашу из перетертой клетчатки, все довольны. Вот мы и добрались до растительной биомассы суши.

Как и у многих других насекомых у чешуйницы нет крыльев, да и летать под ванной особенно некуда. Но если мы рассмотрим внимательно вшей, которые к счастью тоже не летают, то обнаружим признаки того, что крылья у них когда-то были. Аналогичное изучение трехвосток заставляет придти к выводу, что крыльев никогда и не было, трехвостки — первичнобескрылые, в отличие от остальных насекомых.

Крылатые насекомые имеют крылья, описанные в разделе 2. Преимущества способности к активному полету очевидны.

Древнекрылые насекомые не были способны складывать крылья, что делало их весьма неуклюжими на земле. Сохранилось две группы древнекрылых. Поденки проводят свою жизнь в воде в виде личинки. Лишь в последний день жизни они превращаются в крылатых половозрелых насекомых, спариваются, откладывают яйца и умирают. Стрекозы также имеют водную личинку, но и взрослая стадия у них отнюдь не эфемерна, как у поденок. Стрекозы в совершенстве овладели полетом, в воздухе они ловят добычу, могут в воздухе спариваться и откладывать яйца, не касаясь ногами поверхности. Завоеванное ими с конца палеозоя «господство в воздухе» до сих пор не поставлено под сомнение никем из насекомых, разве только птицы существенно потеснили стрекоз.

К новокрылым насекомым принадлежат остальные 99,9 % видов. Новокрылые научились переворачивать крылья и компактно плоско складывать их на спине, таким образом, они вернули себе легкость передвижения по земле, не утратив способности к полету. Новокрылые довели до совершенства грызущий ротовой аппарат, а также создали непревзойденный сосущий ротовой аппарат в модификациях колюще-сосущий (цикады, клопы, комары), лижуще-сосущий (мухи), просто сосущий (бабочки).

Новокрылые делятся на насекомых с неполным и полным превращением. У всех насекомых рост сопровождается многими личиночными линьками, но только в результате последней линьки появляется крылатое насекомое и только в результате ее же появляется половозрелое насекомое. Крылатая стадия всегда половозрела, хотя половозрелая не всегда крылата (при вторичной утрате крыльев). Таким образом, крылатая половозрелая форма должна сформироваться внутри последнего личиночного возраста, что накладывает определенные ограничения на конструкцию личинки у насекомых с неполным превращением (равно как и у древнекрылых). Насекомые с полным превращением сделали личинку последнего возраста неподвижной, спеленатой в кокон куколкой. На стадии куколки неторопливо происходит глубокая перестройка организма, что позволяет личинке быть сколь угодно непохожей на взрослое насекомое (гусеница — бабочка). Поскольку ничего другого обнаружить не удается, то похоже на то, что именно эта особенность приводит к тому, что по числу видов насекомые с полным превращением составляют 90 % от всех обитателей планеты.

К новокрылым насекомым с неполным превращением относятся:

1. Веснянки, имеющие как поденки водную личинку и короткоживущую, непитающуюся крылатую стадию.

2. Тараканы-богомолы-термиты, непохожие внешне родственники. Термиты — основные потребители целлюлозы в жарких странах.

3. Прямокрылые — кузнечики, саранча, палочники.

4. Вши и пухоеды.

5. Хоботные — цикады и клопы.

Насекомые с полным превращением:

1. Малочисленные примитивные группы — сетчатокрылые, верблюдки, вислокрылки.

2. Жуки, чьи передние крылья превращены в дополнительный панцирь, а задние обеспечивают способность к полету. Похожая идея независимо реализована клопами.

3. Перепончатокрылые — наездники, осы, пчелы, муравьи.

4. Группа скорпионницеобразных, куда входят бабочки и двукрылые (мухи и комары).

Насекомые освоили все мыслимые и немыслимые виды пищи и среды обитания. Единственное, чего им не удалось, это во всеоружии новой организации вернуться в родную среду членистоногих — океан, как у млекопитающих, например, это сделали китообразные. Пресные воды кишат насекомыми, в соленых — никого.

Известно порядка миллиона видов насекомых, это намного больше, чем известно видов всех остальных живых организмов вместе взятых. Были проделаны остроумные опыты. Тропическое дерево накрывали мелкой сеткой, затем опрыскивали дустом и пытались собрать и определить всех насекомых там живших. Определили, открыли М новых видов. Одну из групп изучили особенно тщательно, привлекли всех специалистов по ней, открыли в ней еще Н новых видов. Затем прикинули, что будет, если все деревья опрыскать дустом и все найденное тщательно изучить, оказалось, что получится 5-10 млн. видов насекомых.

Методы различения видов становятся все более противоестественными. Сначала описывали форму и окраску, затем детали жилкования крыльев и расположение щетинок. Теперь виды какого-нибудь рода мух отличают по хитро приготовленным препаратам гениталий самцов, а отличить самок до сих пор никто не умеет. Маразм? Как ни странно — нет, поскольку самцы мух, не пущенные на препараты, прекрасно умеют различать своих самок, соответственно имеет место генетическая изоляция и полноценные виды.