Насекомые, которые пукают
Метеоризм — не исключительная черта позвоночных. Многие насекомые тоже производят кишечные газы — отчасти как побочный продукт пищеварения, отчасти как активную стратегию выживания. Мир насекомых предлагает одни из самых удивительных и громких примеров кишечного газа в животном царстве, пусть анатомические детали и коренным образом отличаются от человеческих.
А есть ли у насекомых кишечник?
Да — насекомые обладают полным пищеварительным трактом от рта до ануса (так называемого проктодеума) со специализированными структурами переднего, среднего и заднего кишечника. В задней кишке многих видов живут симбиотические микроорганизмы, сбраживающие растительный материал — прежде всего целлюлозу и гемицеллюлозу. Эта ферментация производит те же газы, что и у человека: углекислый газ, водород, метан и соединения серы. Активно ли насекомые «выпускают» эти газы или те пассивно диффундируют через кутикулу — зависит от вида. Ясно одно: газообмен происходит.
Тараканы: производители метана
Американские тараканы (Periplaneta americana) и различные виды тараканов — среди наиболее изученных газообразующих насекомых. Исследования измерили, что один таракан может выделять до 35 миллиграммов метана в день — впечатляющая цифра относительно массы тела. В задней кишке тараканов живут метанобразующие археи — та же группа микроорганизмов, что производит метан в кишечнике человека и в рубце скота. Поскольку тараканы встречаются в огромных плотностях популяций и распространены по всему миру, некоторые модели оценивают их вклад в глобальные выбросы метана в измеримые доли процента.
Термиты: недооценённая климатическая сила
Термиты — насекомые с наибольшей глобальной значимостью в отношении производства метана, настолько значительной, что они заслуживают отдельной статьи. Кратко: термиты живут колониями из миллионов особей, питаются почти исключительно целлюлозой, а их пищеварительное сообщество из бактерий, простейших и архей производит огромные количества метана и CO₂. Оценки предполагают, что термиты ответственны в мире за 2–4 процента атмосферного производства метана — цифра, которая становится всё более значимой в дискуссии об изменении климата.
Жуки-бомбардиры: самая громкая защита
Ни одна статья о газообразовании насекомых не была бы полной без жука-бомбардира (виды Brachinus). Строго говоря, их защитное оружие — не пук, но механизм увлекательно родствен. В брюшке жука-бомбардира два отдельных резервуара: один с гидрохиноном, другой с перекисью водорода. При угрозе жук смешивает оба вещества в специализированной реакционной камере, где происходит взрывная экзотермическая реакция. Итог: громкий хлопок, температура до 100 °C и точно нацеленная струя. Жук может стрелять из своей «газовой пушки» до 500 раз в секунду и целиться почти в любом направлении — благодаря подвижным выпускным отверстиям на брюшке.
А вы знали?
- Один таракан может производить до 35 мг метана в день — больше, чем корова относительно массы тела.
- Термиты ответственны за 2–4 % глобальных выбросов метана.
- Жук-бомбардир выстреливает взрывчатым химикатом из брюшка — до 500 раз в секунду.
- Те же метанобразующие археи, что живут в рубце скота, живут и в задней кишке тараканов.
Интересный факт
Жук-бомбардир пережил эксперимент, в котором его проглотила жаба: он выстрелил своим химическим оружием внутри желудка жабы, после чего та отрыгнула его через 44 минуты. Жук выжил невредимым. Это событие задокументировано в научном исследовании 2012 года.
Источники
- Hackstein, J.H.P. & Stumm, C.K. (1994). Methane production in terrestrial arthropods. PNAS, 91(12), 5441–5445.
- Suarez, F.L. et al. (1999). Fermentation and gas production in the cockroach hindgut. Insect Biochemistry.
- Dean, J. et al. (1990). Defensive spray of the bombardier beetle. Science, 248, 1219–1221.
- Mahaney, W.C. (2002). Atlas on the human environment. Springer.