Dragonflies are Dangerous Beauties
Pomimo ich delikatnego wyglądu, ci podwórkowi goście są żarłocznymi drapieżnikami
- Natalie Angier
- Animals
- Jul 28, 2014
Ważki, dla kontrastu, wyglądają delikatnie, błyszcząco i zabawnie, jak kąpiel z bąbelkami lub biżuteria, i często są zgrupowane z motylami i biedronkami na bardzo krótkiej liście „Owadów, które ludzie lubią”. Jednak są one również żarłocznymi drapieżnikami powietrznymi, a nowe badania sugerują, że mogą być najbardziej brutalnie skutecznymi myśliwymi w królestwie zwierząt.
Ambush Drapieżniki
Przy wyruszeniu na żer innych owadów latających, ważki udaje się złapać swoje cele w powietrzu więcej niż 95 procent czasu, często wilczo konsumując ofiarę na ostrogę bez kłopotania się wysiąść. „Rozrywają ofiarę i miażdżą ją na kulkę, chrupią, chrupią, chrupią” – mówi Michael L. May, emerytowany profesor entomologii w Rutgers. „Wygląda to prawie jak zwitek tabaki w ustach, zanim ją połkną.”
Następny krok: złapać więcej jedzenia. Ważki mogą być bantamami, ale ich apetyt jest bezdenny. Stacey Combes, która bada biomechanikę lotu ważek na Uniwersytecie Harvarda, obserwowała kiedyś ważkę laboratoryjną, która zjadła 30 much z rzędu. „Z radością kontynuowałaby jedzenie,” mówi, „gdyby było więcej dostępnego pożywienia.”
W szeregu ostatnich prac, naukowcy wskazali kluczowe cechy mózgu, oczu i skrzydeł ważki, które pozwalają jej polować w tak nieomylny sposób. Jeden z zespołów badawczych ustalił, że system nerwowy ważki wykazuje niemal ludzką zdolność do selektywnej uwagi, zdolnej do skupienia się na pojedynczej zdobyczy, gdy leci wśród chmury podobnie trzepoczących owadów, podobnie jak gość na przyjęciu może zająć się słowami przyjaciela, ignorując gadaninę w tle.
Inni badacze zidentyfikowali rodzaj obwodu głównego składającego się z 16 neuronów, które łączą mózg ważki z jej centrum motoryki lotu w tułowiu. Z pomocą tego pakietu neuronów, ważka może śledzić ruchomy cel, obliczyć trajektorię, aby przechwycić ten cel i subtelnie dostosować swoją ścieżkę w razie potrzeby. Naukowcy znaleźli dowody na to, że ważka planuje swój kurs do przechwycenia poprzez wariant „starej sztuczki marynarzy”, mówi Robert M. Olberg z Union College, który wraz z kolegami przedstawił wyniki badań w Proceedings of the National Academy of Sciences. Sztuczka: Jeśli kierujesz się na północ na łodzi i widzisz inną łódź poruszającą się, powiedzmy, 30 stopni w prawo, i jeśli jako dwaj z was walą do przodu, inna łódź pozostaje w tym 30-stopniowym punkcie w polu widzenia, mechanika wektorowa dyktuje, że wasze łodzie się zderzą: lepiej zwolnij, przyspiesz lub skręć w bok.
W podobny sposób, jak ważka zbliża się do posiłku, utrzymuje obraz poruszającej się ofiary w tym samym miejscu – tym samym punkcie kompasu w swoim polu widzenia. „Obraz ofiary jest coraz większy, ale jeśli zawsze znajduje się w tym samym miejscu siatkówki, ważka przechwyci swój cel” – mówi Paloma T. Gonzalez-Bellido, autorka raportu, która obecnie pracuje w Marine Biological Laboratory w Woods Hole w stanie Massachusetts. „Zanim zająłem się tą pracą, założyłem, że jest to aktywny pościg, jak lew goniący impalę” – mówi Combes. „Ale to raczej drapieżnictwo z zasadzki. Ważka nadlatuje od tyłu i od dołu, a ofiara nie wie, co się zbliża.”
Aerialni akrobaci
Ważki są wspaniałymi aerialistami, zdolnymi do zawisu, nurkowania, latania do tyłu i do góry nogami, obracania się o 360 stopni za pomocą trzech maleńkich uderzeń skrzydeł i osiągania prędkości 30 mil na godzinę – piorunująco szybko jak na stawonoga. U wielu owadów skrzydła są prostymi przedłużeniami klatki piersiowej i są poruszane w dużej mierze jako jednostka poprzez zginanie całego tułowia. U ważki cztery przezroczyste, bardzo elastyczne skrzydła są przymocowane do tułowia za pomocą oddzielnych mięśni i można nimi manewrować niezależnie, co daje owadowi niezwykły wachlarz możliwości lotu. „Ważka może nie mieć całego skrzydła i nadal chwytać ofiary”, mówi Combes.
Ważki są również prawdziwymi wizjonerami. Ich oczy są największe i prawdopodobnie najbłyskotliwiejsze w świecie owadów, para gigantycznych kul, z których każda zbudowana jest z około 30 000 podobnych do pikseli fasetek, które razem zajmują prawie całą głowę. „Mają pełne pole widzenia” – mówi Olberg. „Mogą cię zobaczyć, kiedy lecą w twoją stronę i nadal cię widzieć, kiedy odlatują.”
Jego inne zmysły dostać krótki shrift. Ważki tak naprawdę nie słyszą, a ich małe, wąskie antenki nie nadają się do wąchania lub feromonalnych flirtów. Dla neuronaukowców, duża kapsuła głowy ważki, oczy i komórki mózgowe są szczególnie atrakcyjne. „O wiele łatwiej jest wprowadzać maleńkie elektrody do pojedynczych neuronów i dokonywać nagrań neuronalnych z wnętrza mózgu” – mówi Steven Wiederman z Uniwersytetu w Adelajdzie w Australii.
Jak donosi Current Biology, Wiederman i jego kolega David O’Carroll zbadali, w jaki sposób ważki wybierają jeden cel z chaotycznego roju. Pracując z dwucalową ważką szmaragdową, często widywaną w australijskich stawach, badacze wprowadzili elektrodę o szerokości 1/1500 szerokości ludzkiego włosa do neuronu ważki, który jest zaangażowany w przetwarzanie wzrokowe. Następnie umieścili ważkę przed ekranem LCD i pokazali jej najpierw jeden, a potem dwa ruchome cele na raz.
Naukowcy przewidzieli, że neuron ważki zareaguje na konkurujące cele tak, jak robią to prostsze systemy nerwowe, z dodatkiem drugiego celu zmieniającego i degradującego odpowiedź na pierwszy. Zamiast tego, naukowcy byli zdumieni odkryciem, że ważka uczestniczyła w wielu bodźcach w stylu prymitywnym, koncentrując się najpierw na jednym celu, ignorując drugi, a następnie nagle przełączając całą uwagę na cel B, a następnie z powrotem na cel A – podobnie jak my, ludzie, możemy sekwencyjnie przesuwać naszą uwagę na ruchliwej imprezie od przyjaciela do przyjaciela, do kieliszka do wina, który wymaga uzupełnienia.
„Sugeruje to możliwość odgórnego procesu selektywnej uwagi, który zwykle kojarzymy z myśleniem wysokiego rzędu”, mówi Wiederman. „Więc tutaj mamy prosty mózg mniej niż milion neuronów zachowujących się jak nasz własny mózg 100 miliardów neuronów”. Naukowcy muszą jeszcze ustalić, jakie wskazówki mogą skłonić ważkę do podjęcia decyzji: „ah, to jest cel, do którego będę dążyć”. Być może nie jest to zaskakujące, że wiele badań nad ważkami, zarówno w tym kraju, jak i za granicą, jest wspieranych przez wojsko Stanów Zjednoczonych, które postrzega owady jako archetypowe drony precyzyjne.
Utrzymywanie długiej linii rodowej
Ważki nie są grupą bardzo bogatą w gatunki. Ich porządek, Odonata, co oznacza „ząbkowane” po szczególnie ząbkowanych żuchwach, które miażdżą zdobycz, obejmuje tylko około 7000 gatunków na całym świecie w porównaniu z setkami tysięcy gatunków chrząszczy i motyli. (I że 7000 liczba obejmuje ważki, z ich sztywne skrzydła, i pokrewnych damselflies, które mogą złożyć z powrotem swoje skrzydła.)
Jednak ważki są bogate w historii, ich starożytnej linii sięga do okresu karbonu, około 300 milionów lat temu. Wtedy wysoka zawartość tlenu w atmosferze przyczyniła się do powstania superwielkich ważek o rozpiętości skrzydeł równej długości ludzkiego ramienia, trzy lub cztery razy większej niż dzisiejsze największe tropikalne okazy. Samce sparing z innymi samcami w powietrzu i nieustępliwie swop po samice. Gody odbywają się na skrzydłach, z samcem i samicą tworzących krąg, który może wyglądać nieco w kształcie serca, ale jest to niezręczna, agresywna sprawa. Chwytając głowę samicy w swoje szczypce godowe, samiec najpierw musi przenieść swoją spermę z miejsca przechowywania na podbrzuszu do narządu kopulacyjnego, niewygodnie położonego na górnej części brzucha. Następnie musi nakłonić swoją partnerkę z zablokowaną głową do zwinięcia genitaliów w kierunku obciążonego penisa na podbrzuszu. Jeśli jest już zapłodniona, samiec musi przerwać, aby rozwinąć mały szczeciniasty płat, aby wyskrobać spermę poprzedniego zalotnika.
Niektóre gatunki ważek migrują na duże odległości każdego roku, co jest wciąż tajemniczym zjawiskiem, nie różniącym się od słynnego lotu motyla monarchy. Ostatnie badania wykazały, że zielone ważki darner migrują w sporych rojach każdej jesieni i wiosny między północnymi Stanami Zjednoczonymi a południowym Meksykiem, podczas gdy ważka skimmer globu żyje do swojej nazwy: Został on śledzony przejście między Indiami i Afryką, round-trip, wielopokoleniowa pielgrzymka około 10,000 mil.
Ważki migrują, aby zmaksymalizować możliwości hodowlane, szukając ciepłych stawów słodkowodnych, w których mogą bezpiecznie złożyć jaja. Z tych jaj wylęgają się larwy ważek: zadziwiające skrzela drapieżników, które będą spędzać od tygodni do lat hydrojetting przez wodę i strzelanie ich narządów gębowych po wodnej zdobyczy, aż będą gotowe, aby rozwinąć skrzydła i wziąć polowanie do nieba.
Zwabić ważki na swoje podwórko
Ważki i damselflies należą do rzędu owadów Odonata, a większość członków tej grupy polega na wodzie w całym cyklu życia. Młode osobniki, lub nimfy, żyją pod wodą przez miesiące, a czasem lata, zanim pojawią się jako dorośli; dorośli mają tendencję do polowania na owady nad wodą i składają jaja w wodzie lub na przyległej roślinności.
Nie mieszkasz w jałowym południowo-zachodniej, twoje podwórko może być dość blisko do strumienia, stawu lub mokradła z „źródła” populacji owadów. Ważki są silnymi lotnikami, i choć większość osobników pozostaje wokół ich rodzimego stawu lub strumienia, niektóre z nich będą podróżować. Tak więc przydomowy staw może przyciągnąć tych powietrznych akrobatów na Twoje podwórko.
Idealny staw dla ważek powinien różnić się głębokością, być płytki na brzegach i co najmniej 2 stopy głębokości w centrum, aby zapewnić nimfom schronienie przed drapieżnikami. Brytyjskie Towarzystwo Ważki zaleca budowę stawu o średnicy około 20 stóp, ale w odpowiednich warunkach sprawdzi się nawet mniejszy staw lub wodotrysk.
Aby zapewnić zarówno rozwijającym się nimfom, jak i dorosłym grzędy, należy umieścić w stawie rośliny podwodne, w tym roślinność wynurzoną, taką jak turzyce i sitowie, które wystają ponad powierzchnię wody. Eksperci zalecają również uprawę rodzimych gatunków krzewów wokół stawu, aby zapewnić więcej miejsc do siadania.
Aby uzyskać więcej wskazówek ogrodniczych, zostań ogrodnikiem NWF Wildlife Gardener. To nic nie kosztuje, a możesz dowiedzieć się, jak poświadczyć, że Twoje podwórko jest Certyfikowanym Siedliskiem Dzikiej Przyrody®.
Natalie Angier jest nagrodzoną Pulitzerem dziennikarką naukową The New York Times.