Вертушки — это водные жуки , входящие в семейство Gyrinidae , которые обычно плавают на поверхности воды, если их не тревожат, хотя они плавают под водой, когда чувствуют угрозу. Они получили свое общее название из-за своей привычки быстро плавать кругами, когда встревожены, а также примечательны своими разделенными глазами, которые, как полагают, позволяют им видеть как над, так и под водой. [1] Семейство включает около 700 существующих по всему миру видов, в 15 родах, а также несколько ископаемых видов. Большинство видов очень похожи по общему внешнему виду, хотя они различаются по размеру от 3 мм до 18 мм в длину. [2] Они, как правило, сплющены и округлы в поперечном сечении, на виду сверху, и в продольном сечении. Фактически, их форма является хорошим первым приближением к эллипсоиду , с ногами и другими придатками, плотно прилегающими к обтекаемой поверхности. Вертушки принадлежат к подотряду жуков Adephaga , который также включает жужелиц и плавунцов .
Вертушки наиболее заметны своим сбивающим с толку плаванием. Их может быть трудно увидеть, если они не двигаются или находятся под водой. Большинство видов окрашены в стально-серый или бронзовый цвет. Их покровы тонко вылеплены с небольшими ямками; они твердые и эластичные и производят водоотталкивающий восковой внешний слой, который постоянно пополняется. Помимо других функций, смазочный слой и гладкий контур делают жуков трудными для удержания в случае поимки. [3]
Усики необычны для жуков, они короткие и пухлые и расположены примерно на уровне воды. Сложные глаза примечательны тем, что каждый из них разделен на более высокую часть, которая находится над уровнем воды, когда жук пассивно плавает, и нижнюю часть, которая находится ниже уровня воды. [1] В этом отношении они напоминают горизонтально разделенные глаза четырехглазых рыб ( Anableps ), которые также живут на поверхности воды. Средние и особенно задние ноги приспособлены для плавания (нататорные): они сильно сплющены и окаймлены щетинками, которые складываются, чтобы помочь плавательному действию. Напротив, передние ноги длинные и приспособлены для захвата пищи или добычи. У самцов передние лапки имеют присоски, которые используются для удержания скользкой самки во время спаривания. [1]
Gyrinidae предпочитают плавать на поверхности. Они известны своими ошеломляющими и быстрыми круговыми движениями, в которых они плавают, и своим стадным поведением. Большинство видов также умеют хорошо летать, даже взлетая с воды, если это необходимо. Такое сочетание представляет собой стратегию выживания, которая помогает им избегать хищников и использовать возможности для спаривания. В целом взрослые особи занимают области, где вода течет равномерно и не слишком быстро, например, небольшие пороги и узкие места в неторопливых ручьях. Такие места обеспечивают хороший оборот плавающего детрита или борющихся насекомых или других мелких животных, которые упали и плывут по течению.
Позиции, которые занимают особи в группе, определяются рядом факторов, которые, как считается, включают голод, пол, вид, температуру воды, возраст, уровень паразитов и уровень стресса. Исследования, проводимые в настоящее время по их поведению, направлены на изучение значимости химической защиты по отношению к их положению в группе. Такие исследования представляют интерес для изучения аспектов нанотехнологий , поскольку можно ожидать, что движение жуков даст представление о том, как группы роботов могут координировать движения. [ необходима цитата ]
В частности, жуки делают поведенческие компромиссы, которые влияют на их выбор позиций в группе. Например, относительно голодные жуки уходят за пределы группы, где меньше конкуренции за поиск пищи, но выше риск встречи с хищниками. Самцы также с большей вероятностью будут найдены за пределами групп (хотя группировка, как известно, не имеет отношения к поведению спаривания в этом семействе). Экономия, которую жуки могут получить, соответствующим образом регулируя свои позиции в группе, важна, когда особи плывут против течения. Плывя позади других жуков, они могут воспользоваться движущимися вперед тягами. Такое действие называется тягой. Было обнаружено, что определение положения вперед/назад в группе сложным образом зависит от сочетания скорости воды, пола жука и типа хищника (птица или рыба), которого жук недавно наблюдал. [ необходима цитата ]
Жуки могли использовать волны, генерируемые их движением, как своего рода радар для обнаружения положения объекта на поверхности воды вокруг них. Этот метод мог использоваться для обнаружения добычи или для избежания столкновений друг с другом. [4]
Взрослые жуки несут пузырек воздуха, запертый под их надкрыльями . Это позволяет им нырять и плавать под хорошо насыщенной кислородом водой в течение неопределенного времени, если это необходимо. Механизм сложный и представляет собой физические жабры . Однако на практике их экологическая адаптация заключается в том, что взрослые особи собирают мусор и охотятся на поверхности воды, поэтому они редко остаются под водой надолго. У личинок есть парные перистые трахейные жабры на каждом из первых восьми брюшных сегментов.
Обычно гириниды откладывают яйца под водой, прикрепляя их к водным растениям, как правило, рядами. Как и взрослые особи, личинки являются активными хищниками, в основном бентосными обитателями русла рек и водных растений. У них длинные грудные ноги с парными когтями. Их мандибулы изогнуты, заострены и пронизаны сосательным каналом. В этом они напоминают личинок многих других хищных водных жуков, таких как Dytiscidae . Зрелые личинки окукливаются в коконе, который также прикрепляется к водным растениям.
Вертушки ранее были сгруппированы с другими водными членами Adephaga, такими как Dytiscidae , как члены группы "Hydradephaga". Однако на основе молекулярных доказательств в настоящее время считается, что они являются самой ранней дивергентной линией Adephaga и развили свою водную экологию независимо от других адефагов. Кладограмма по Vasilikopoulos et al. 2021 [5]
Таксономия по [6] [7] [8] [9]
