Неуловимые суперзлодеи: как эволюция наделила тараканов неуязвимостью

По всем признакам таракан соответствует образу неуловимого суперзлодея. Он скрывается, выползая из убежищ только в сумерках или в полной темноте. Носит усы — для конспирации. Неостановим и вездесущ: может оказаться в любом отапливаемом помещении, где есть хоть немного воды. Строит разветвленную сеть приспешников. Но главное — использует арсенал технических приспособлений, которым позавидовал бы даже Фантомас. «Вокруг света» представляет пять шедевров тараканьих технологий.

1. Сверхпрочные доспехи

Каждый, кто хоть раз давил таракана, знает, как трудно это сделать. Злодея защищает панцирь, содержащий хитин — полисахарид, разрушающийся только под воздействием концентрированных щелочей и кислот.

Тараканью броню называют экзоскелетом, потому что именно к ней прикрепляются мышцы. Эксперименты показали, что насекомое может выдержать вес, в 900 раз превышающий его собственный, при этом сплющиваясь в три раза без ущерба здоровью. Дело в том, что экзоскелет состоит из отдельных пластин, соединенных эластичными мембранами. При сдавливании пластины уплощаются и заходят одна на другую.

Мало того, энергия деформации панциря передается ногам, и таракан автоматически выталкивает себя из плена. Казалось бы, невозможно ползти, будучи придавленным к земле, однако на этот случай суперзлодей отрастил специальные шипы на голенях.

2. Мощные челюсти

Тараканий рот устроен не так, как человеческий. У насекомого два комплекта челюстей: нижние максиллы и верхние мандибулы. И те и другие снабжены хитиновыми зубцами и работают подобно кусачкам.

Голова у таракана маленькая, при этом кроме ротового аппарата в ней также размещается мозг и начальные отделы пищеварительной системы. Челюстным мышцам остается совсем мало места, так что быть сильными и быстрыми, как у тигра, они не могут. Поэтому мандибулы имеют сразу два комплекта мышц: одни быстрые и слабые, а другие медленные, но очень сильные.

Хватка таракана в пять раз мощнее, чем укус человека. Челюсти развивают усилие, в пятьдесят раз превосходящее собственный вес насекомого. Используя такие мощные инструменты, тараканы могут прогрызать древесину, пластик и даже бетон.

3. Измерительные приборы

Тело таракана от брюшка до кончиков усов усыпано сверхчувствительными датчиками. Усики, лапки и церки (выросты на конце брюшка) покрыты сотнями волосков — сенсилл. Последние воспринимают вибрацию, звуки и даже запахи.

Сенсиллы устроены по-разному: одни реагируют на колебания воздуха, другие — на изгиб. Те, что чувствуют запахи, пронизаны десятками пор. Эти отверстия улавливают ничтожное количество вещества: всего нескольких молекул достаточно, чтобы таракан распознал яд или почувствовал присутствие привлекательного полового партнера.

Тараканы часто останавливаются, чтобы почистить свои усики. Ученые из России и США выяснили, что железистые клетки антенн выделяют специальные углеводы, которые увеличивают чувствительность сенсилл в несколько раз. Однако переизбыток подобных соединений забивает обонятельные поры, и в результате насекомым приходится тратить довольно много времени на удаление излишков этих веществ.

4. База данных отравляющих веществ

Тараканы появились на Земле около 235 млн лет назад, и каждая особь носит с собой багаж знаний, накопленный тараканьим родом за это время. Их ДНК — одна из самых длинных среди всех насекомых (тараканы уступают лишь перелетной саранче) и, кстати, длиннее человеческой. Об этой особенности суперзлодеев исследователи из Китайской академии наук узнали в 2018 году.

Однако важна не столько длина, сколько большое количество смысловых участков ДНК, то есть собственно генов: их у тараканов оказалось свыше 10 тысяч. Около 150 из них отвечают за обоняние, более 500 — за распознавание вкусов. В анализе химических веществ, вероятно, задействованы и сотни других генов.

Накопленный эволюционный опыт помогает тараканам безошибочно распознавать пищу и отличать безопасные субстанции от ядовитых. Кроме того, в организме насекомых вырабатывается большое количество белков-антидотов, служащих противоядием для самых разных отрав.

5. Химическая «рация»

Глядя на тараканов, сложно представить себе, что эти существа ведут активную общественную жизнь. Однако ученые из Бельгии обнаружили у насекомых и индивидуальные личностные качества, и корпоративную солидарность.

В эксперименте участвовало более трехсот тараканов, каждого из которых пометили радиодатчиком. Подопытных поодиночке помещали на ярко освещенную арену с укрытиями. Некоторые проявили себя храбрецами: долго исследовали пространство и лишь изредка прятались от света. Другие просто отсиживались в тени. Стоило объединить тараканов в группу, различия между ними сглаживались, каждая особь подстраивала свое поведение под действия сородичей. Побеждала коллективная трусость, что вполне понятно: осторожные живут дольше.

Тараканы собираются в группы и общаются, распространяя в воздухе химические вещества — агрегационные феромоны. Ученые из Университета Северной Каролины предположили, что феромоны выделяют не сами насекомые, а бактерии, живущие у них в кишечнике.

Энтомологи разделили тараканов на две группы: одних держали в стерильных условиях, а других — в обычном контейнере. Через некоторое время «стерильные» особи утратили способность формировать группы. Химический анализ показал, что в их экскрементах отсутствовало 12 жирных кислот, а еще 24 соединения были представлены в минимальных количествах. Именно эти вещества, испаряясь на воздухе, обеспечивали тараканам «радиообмен».

* * *

Техническое совершенство тараканов подтолкнуло людей к промышленному шпионажу. Инженеры Калифорнийского университета в Беркли создали робота под названием CRAM, который, подобно рыжим усачам, способен сжиматься и протискиваться сквозь узкие щели.

Появлению CRAM предшествовали продолжительные исследования биомеханики таракана. В будущем подобные машины помогут спасать людей из-под завалов. Получается, суперзлодей способен принести человеку немалую пользу, несмотря на давнюю вражду.

^{Материал опубликован в ноябре 2018, частично обновлен в июле 2024}