Муха комнатная ( Musca domestica ) — муха подотряда Cyclorrhapha . Возможно, она возникла на Ближнем Востоке и распространилась по всему миру как комменсал людей . Это самый распространенный вид мух, встречающихся в домах . Взрослые особи серого или черного цвета, с четырьмя темными продольными линиями на груди, слегка волосатыми телами и одной парой перепончатых крыльев. У них красные глаза , расположенные дальше друг от друга у немного более крупной самки.
Самка домашней мухи обычно спаривается только один раз и сохраняет сперму для дальнейшего использования. Она откладывает партии около 100 яиц на разлагающиеся органические вещества, такие как пищевые отходы , падаль или фекалии . Вскоре они вылупляются в безногих белых личинок , известных как личинки . Через два-пять дней развития они превращаются в красновато-коричневые куколки , длиной около 8 миллиметров ( 3 ⁄ 8 дюйма). Взрослые мухи обычно живут от двух до четырех недель, но могут впадать в спячку зимой. Взрослые особи питаются различными жидкими или полужидкими веществами, а также твердыми материалами, которые были размягчены их слюной . Они могут переносить патогены на своих телах и в своих фекалиях, загрязнять пищу и способствовать передаче пищевых заболеваний , в то время как в большом количестве они могут быть физически раздражающими. По этим причинам они считаются вредителями .
Комнатные мухи, с коротким жизненным циклом и легкостью, с которой их можно содержать, были признаны полезными для лабораторных исследований старения и определения пола . Комнатные мухи появляются в литературе, начиная с древнегреческого мифа и « Непристойного насекомого » Эзопа и далее. Авторы иногда выбирают муху, чтобы рассказать о краткости жизни, как в поэме Уильяма Блейка 1794 года « Муха », в которой говорится о смертности, подверженной неконтролируемым обстоятельствам. [1]
Взрослые мухи обычно имеют длину от 6 до 7 мм ( от 1 ⁄ 4 до 9 ⁄ 32 дюйма ) с размахом крыльев от 13 до 15 мм ( от 1 ⁄ 2 до 19 ⁄ 32 дюйма). Самки, как правило, имеют более крупные крылья, чем самцы, в то время как у самцов относительно более длинные ноги. Самки, как правило, больше различаются по размеру [2], и существуют географические различия с более крупными особями в более высоких широтах. [3] Голова сильно выпуклая спереди и плоская и слегка коническая сзади. Пара больших сложных глаз почти соприкасается у самца, но более широко разделена у самки. У них три простых глаза ( глазка ) и пара коротких усиков. [4] Мухи обрабатывают визуальную информацию примерно в семь раз быстрее, чем люди, что позволяет им идентифицировать и избегать попыток поймать или прихлопнуть их, поскольку они эффективно видят движения человека в замедленном движении с их более высокой скоростью слияния мельканий . [5] [6]
Ротовые части специально приспособлены для жидкой диеты; мандибулы и максиллы редуцированы и не функционируют, а другие ротовые части образуют втягивающийся, гибкий хоботок с увеличенным мясистым кончиком, лабеллумом. Это губчатая структура, которая характеризуется множеством канавок, называемых псевдотрахеями, которые всасывают жидкости капиллярным действием . [7] [8] Она также используется для распределения слюны для смягчения твердой пищи или сбора свободных частиц. [9] У комнатных мух есть хеморецепторы , органы вкуса, на лапках ног, поэтому они могут распознавать пищу, такую как сахар, проходя по ним. [10] Часто можно увидеть, как комнатные мухи чистят свои ноги, потирая их друг о друга, что позволяет хеморецепторам заново пробовать все, по чему они ходят. [11] На конце каждой ноги находится пара когтей, а под ними находятся две клейкие подушечки, пульвиллы , позволяющие мухе ходить по гладким стенам и потолкам с помощью сил Ван-дер-Ваальса . Когти помогают мухе отклеивать ногу для следующего шага. Мухи ходят обычной походкой по горизонтальным и вертикальным поверхностям, при этом три ноги соприкасаются с поверхностью, а три находятся в движении. На перевернутых поверхностях они изменяют походку, чтобы четыре ноги оставались прилипшими к поверхности. [12] Мухи приземляются на потолок, подлетая прямо к нему; непосредственно перед приземлением они делают полукувырок и направляют все шесть ног на поверхность, поглощая удар передними ногами и прилипая через мгновение другими четырьмя. [13]
Грудь серого, иногда даже черного цвета, с четырьмя темными продольными полосами одинаковой ширины на спинной поверхности. Все тело покрыто короткими волосками. Как и у других двукрылых , у мух есть только одна пара крыльев ; то, что было бы задней парой, редуцировано до небольших жужжальцах , которые помогают в устойчивости полета . Крылья полупрозрачные с желтоватым оттенком у основания. Характерно, что медиальная жилка (M1+2 или четвертая длинная жилка ) показывает резкий изгиб вверх. Каждое крыло имеет лопасть сзади, калиптер , покрывающий жужжальца. Брюшко серое или желтоватое с темной полосой и нерегулярными темными отметинами по бокам. Оно имеет 10 сегментов, которые несут дыхальца для дыхания. У самцов девятый сегмент несет пару зажимов для спаривания, а десятый несет анальные церки у обоих полов. [4] [14]
Множество видов по всему миру кажутся похожими на муху комнатную, например, малая комнатная муха Fannia canicularis ; муха обыкновенная Stomoxys calcitrans ; [14] и другие представители рода Musca , такие как M. vetustissima , австралийская кустарниковая муха и несколько близкородственных таксонов, включая M. primitiva , M. shanghaiensis , M. violacea и M. varensis . [15] : 161–167 Систематическая идентификация видов может потребовать использования таксономических ключей, специфичных для региона, и может потребовать препарирования репродуктивных органов самцов для подтверждения. [16] [17]
Муха комнатная, вероятно, является насекомым с самым широким распространением в мире; она в значительной степени связана с людьми и сопровождает их по всему миру. Она присутствует в Арктике , а также в тропиках, где она в изобилии. Она присутствует во всех населенных частях Европы , Азии , Африки , Австралии и Америки . [4]
Хотя отряд мух (Diptera) намного старше, считается, что настоящие комнатные мухи появились в начале кайнозойской эры . [18] Надсемейство комнатных мух, Muscoidea , наиболее тесно связано с Oestroidea (мясные мухи, мясные мухи и их родственники), и более отдаленно с Hippoboscoidea (вшиные мухи, летучие мыши и их родственники). Считается, что они возникли в южной части Палеарктики , в частности на Ближнем Востоке. Из-за их близких, комменсальных отношений с людьми они, вероятно, обязаны своим распространением по всему миру совместной миграции с людьми. [19]
Впервые комнатная муха была описана как Musca domestica в 1758 году на основе обычных европейских образцов шведским ботаником и зоологом Карлом Линнеем в его «Systema naturae» и продолжает классифицироваться под этим названием. [20] Более подробное описание было дано в 1776 году датским энтомологом Йоханом Христианом Фабрициусом в его «Genera Insectorum» . [4]
Каждая самка домашней мухи может отложить до 500 яиц за свою жизнь, несколькими партиями по 75–150 штук. Яйца белые, длиной около 1,2 мм ( 1 ⁄ 16 дюйма), и муха откладывает их в подходящее место, обычно это мертвые и разлагающиеся органические вещества, такие как пищевые отходы, падаль или фекалии . В течение дня из яиц вылупляются личинки ( личинки ); они живут и питаются там, где были отложены. Они бледно-беловатые, длиной от 3 до 9 мм ( от 1 ⁄ 8 до 11 ⁄ 32 дюйма), тоньше у ротового конца и безногие. [14] Развитие личинок занимает от двух недель при оптимальных условиях до 30 дней и более в более прохладных условиях. Личинки избегают света; внутренняя часть куч навоза животных обеспечивает богатые питательными веществами места и идеальные условия для роста: тепло, влажно и темно. [14]
В конце третьей стадии личинки переползают в сухое, прохладное место и превращаются в куколок . Куколка цилиндрическая с закругленными концами, длиной около 8 мм ( 5 ⁄ 16 дюйма), образованная из последней сброшенной личиночной кожи. Сначала она желтоватая, затем темнеет через красный и коричневый до почти черного цвета по мере взросления. Куколки завершают свое развитие за два-шесть дней при температуре 35 °C (95 °F), но может занять 20 дней и более при 14 °C (57 °F). [14]
Когда метаморфоз завершен, из куколки появляется взрослая муха. Для этого она использует ptilinum , выворачивающийся мешочек на голове, чтобы разорвать конец куколки. Выйдя из куколки, она перестает расти; маленькая муха не обязательно является молодой мухой, но вместо этого является результатом недостаточного питания на личиночной стадии. [14]
Самцы мух становятся половозрелыми через 16 часов, а самки — через 24. Самки вырабатывают феромон ( Z)-9-трикозен (muscalure) . Этот кутикулярный углеводород не выделяется в воздух, и самцы чувствуют его только при контакте с самками; [13] он нашел применение в борьбе с вредителями, для заманивания самцов в ловушки для мух. [21] [22] Самец инициирует спаривание, натыкаясь на самку в воздухе или на земле, что известно как «удар». Он забирается на ее грудь, и если она восприимчива, следует период ухаживания, во время которого самка вибрирует крыльями, а самец гладит ее по голове. Затем самец переворачивается на ее живот, и самка проталкивает свой яйцеклад в его половое отверстие; копуляция с передачей спермы длится несколько минут. Самки обычно спариваются только один раз, а затем отвергают дальнейшие попытки самцов, в то время как самцы спариваются несколько раз. [23] Летучее семиохимическое вещество, которое самки выделяют на свои яйца, привлекает других беременных самок и приводит к кластерному отложению яиц. [24]
Личинки зависят от тепла и достаточной влажности для развития; как правило, чем выше температура, тем быстрее они растут. В целом, свежий свиной и куриный навоз представляют собой наилучшие условия для развития личинок, сокращая личиночный период и увеличивая размер куколок. Навоз крупного рогатого скота, коз и лошадей производит меньше куколок меньшего размера, в то время как зрелый свиной навоз, компостированный с содержанием воды менее 30%, приближался к 100% смертности личинок. Куколки могут варьироваться от 8 до 20 миллиграммов (0,12–0,31 г) по весу в разных условиях. [25]
Жизненный цикл может быть завершен за семь-десять дней при оптимальных условиях, но может занять до двух месяцев при неблагоприятных обстоятельствах. В умеренных регионах может происходить 12 поколений в год, а в тропиках и субтропиках — более 20. [14]
Мухи играют важную экологическую роль в расщеплении и переработке органических веществ. Взрослые особи в основном плотоядны ; их основная пища — животные вещества, падаль и фекалии , но они также потребляют молоко, сладкие вещества и гниющие фрукты и овощи. Твердая пища размягчается слюной перед тем, как ее всасывают. [8] Они могут быть оппортунистическими кровососами. [15] : 189 Мухи имеют мутуалистические отношения с бактерией Klebsiella oxytoca , которая может жить на поверхности яиц мух и отпугивать грибки, которые конкурируют с личинками мух за питательные вещества. [26]
Взрослые мухи ведут дневной образ жизни и отдыхают ночью. Если они находятся внутри здания после наступления темноты, они, как правило, собираются на потолках, балках и воздушных проводах, в то время как на улице они заползают в листву или высокую траву, или отдыхают в кустарниках и деревьях или на проводах. [14] В более прохладном климате некоторые мухи впадают в спячку зимой, выбирая для этого трещины и щели, щели в деревянных конструкциях и складки штор. Они пробуждаются весной, когда погода становится теплее, и ищут место, чтобы отложить яйца. [27]
У мух много хищников, включая птиц, рептилий, земноводных, различных насекомых и пауков. Яйца, личинки и куколки имеют много видов паразитов и паразитоидов, специфичных для разных стадий . Некоторые из наиболее важных — паразитические осы Muscidifurax uniraptor и Spalangia cameroni ; они откладывают яйца в ткани личинок мух, и их потомство завершает свое развитие до того, как из куколок могут появиться взрослые мухи. [14] Жуки-хистеры питаются личинками мух в навозных кучах, а хищный клещ Macrocheles muscae domesticae поедает яйца мух, каждый клещ съедает 20 яиц в день. [28]
Мухи иногда переносят форетических (непаразитических) пассажиров, включая клещей, таких как Macrocheles muscaedomesticae [29] и псевдоскорпион Lamprochernes chyzeri [30] .
Патогенный грибок Entomophthora muscae вызывает смертельное заболевание у мух. После заражения гифы грибка разрастаются по всему телу, убивая муху примерно за пять дней. Известно, что инфицированные мухи ищут высокие температуры, которые могут подавить рост грибка. Пораженные самки, как правило, более привлекательны для самцов, но взаимодействие грибка и хозяина до конца не изучено. [31] Муха также выступает в качестве альтернативного хозяина для паразитической нематоды Habronema muscae, которая поражает лошадей. [32] Вирус, вызывающий увеличение слюнных желез, вирус гипертрофии слюнных желез (SGHV), распространяется среди мух через контакт с пищей, и инфицированные самки мух становятся бесплодными. [33]
Комнатные мухи — неприятность, беспокоящая людей во время отдыха и работы, но их не любят в основном из-за их привычки загрязнять продукты питания. Они чередуют размножение и питание в грязных местах с питанием человеческой пищей, во время чего они размягчают пищу слюной и оставляют свои фекалии, создавая опасность для здоровья. [34] Однако личинки мух столь же питательны, как рыбная мука , и могут использоваться для преобразования отходов в корм для животных на основе насекомых для выращиваемой рыбы и скота . [35] Личинки мух использовались в традиционных лекарствах со времен династии Мин в Китае (1386 г. н. э.) для лечения ряда заболеваний и считались полезным источником хитозана с антиоксидантными свойствами, а также, возможно, других белков и полисахаридов, имеющих медицинское значение. [36]
Мухи использовались в искусстве и артефактах во многих культурах. В европейских картинах vanitas XVI и XVII веков мухи иногда появляются как memento mori . Они также могут использоваться для других эффектов, как на фламандской картине « Мастер Франкфурта» (1496). Амулеты из мух были популярны в Древнем Египте. [37] [38]
Мухи могут летать на несколько километров от мест своего размножения, [39] перенося самые разные организмы на своих волосках, ротовых частях, рвотных массах и фекалиях. Переносимые паразиты включают цисты простейших , например Entamoeba histolytica и Giardia lamblia , а также яйца гельминтов, например Ascaris lumbricoides , Trichuris trichiura , Hymenolepis nana и Enterobius vermicularis . [40] Комнатные мухи не служат вторичным хозяином и не выступают в качестве резервуара каких-либо бактерий, имеющих медицинское или ветеринарное значение, но они служат механическими переносчиками более 100 патогенов , таких как те, которые вызывают тиф , холеру , сальмонеллез , [41] бактериальную дизентерию , [42] туберкулез , сибирскую язву , офтальмию , [43] и пиогенные кокки, что делает их особенно проблематичными в больницах и во время вспышек определенных заболеваний. [40] Болезнетворные организмы на внешней поверхности комнатной мухи могут выживать в течение нескольких часов, но те, которые находятся в зобе или кишечнике, могут быть жизнеспособны в течение нескольких дней. [34] Обычно на внешней поверхности комнатной мухи находится слишком мало бактерий (за исключением, возможно, шигеллы ), чтобы вызвать инфекцию, поэтому основные пути заражения человека проходят через срыгивание и дефекацию комнатной мухи. [44] Однако ряд бактериальных эндосимбионтов были обнаружены при идентификации на основе последовательностей из целых геномных последовательностей, извлеченных из мух, наибольшее количество было обнаружено в брюшной полости. [45]
В начале 20 века канадские работники общественного здравоохранения считали, что борьба с мухами важна для контроля распространения туберкулеза. В 1912 году в Монреале для детей был проведен конкурс «Прихлопни эту муху». [46] Мухи стали объектом борьбы в 1916 году, когда на востоке Соединенных Штатов вспыхнула эпидемия полиомиелита . Убеждение, что борьба с мухами является ключом к контролю над болезнями, продолжалось с широким использованием инсектицидных распылений вплоть до середины 1950-х годов, и пошло на спад только после введения вакцины Солка . [47] В Китае кампания Мао Цзэдуна « Четыре вредителя» между 1958 и 1962 годами призывала людей ловить и убивать мух, а также крыс, комаров и воробьев. [48]
Во время Второй мировой войны японцы работали над энтомологическими методами ведения войны под руководством Сиро Исии . Японские бомбы Яги, разработанные в Пинфане, состояли из двух отсеков: один с мухами, а другой с бактериальной суспензией, которая покрывала мух перед выпуском. Vibrio cholerae , вызывающий холеру, был выбранной бактерией и использовался Японией против китайцев в Баошане в 1942 году и на севере Шаньдуна в 1943 году. Бомбардировки Баошаня привели к эпидемиям, в результате которых на начальных этапах погибло 60 000 человек, достигнув радиуса в 200 километров (120 миль), что в конечном итоге привело к гибели 200 000 человек. Атака на Шаньдун унесла жизни 210 000 человек; оккупационные японские войска были вакцинированы заранее. [49]
Способность личинок мух питаться и развиваться в широком диапазоне разлагающихся органических веществ важна для переработки питательных веществ в природе. Это можно использовать для борьбы с постоянно растущим количеством отходов. [50] Личинки мух могут выращиваться в больших количествах контролируемым образом в навозе животных, что сокращает объем отходов и минимизирует экологические риски их утилизации. [51] [52] Собранные личинки могут использоваться в качестве корма для животных. [52] [53]
Мух можно контролировать, по крайней мере, в некоторой степени, физическими, химическими или биологическими средствами. Физические методы контроля включают экранирование с помощью мелкой сетки или использование вертикальных полосок пластика или ниток бус в дверных проемах для предотвращения проникновения мух в здания. Вентиляторы для создания движения воздуха или воздушные барьеры в дверных проемах могут отпугивать мух от проникновения, а в помещениях для пищевых продуктов часто используются устройства для уничтожения мух ; липкая бумага для мух, свисающая с потолка, эффективна, [44] но электрические « мухобойки » не следует использовать непосредственно над зонами обработки пищевых продуктов из-за разбрасывания загрязненных частей насекомых. [54] Другой подход заключается в максимально возможном устранении потенциальных мест размножения. Хранение мусора в контейнерах с крышками и его регулярный и частый сбор предотвращает развитие отложенных яиц во взрослых особей. Негигиеничные свалки являются основным местом размножения мух, но если мусор покрывать слоем почвы, желательно ежедневно, этого можно избежать. [44]
Можно использовать инсектициды. Ларвициды убивают развивающихся личинок, но для достижения областей под поверхностью может потребоваться использование больших количеств. Аэрозоли можно использовать в зданиях, чтобы «убить» мух, но наружное применение эффективно только временно. Остаточные спреи на стенах или в местах отдыха имеют более длительный эффект. [44] Многие штаммы мух стали невосприимчивыми к наиболее часто используемым инсектицидам . [55] [56] Устойчивость к карбаматам и органофосфатам обусловлена вариацией генов ацетилхолинэстеразы . [57] M. domestica достигла высокой степени устойчивости . Мониторинг устойчивости имеет жизненно важное значение для предотвращения дальнейшего использования неэффективных активных ингредиентов , таких как обнаруженные в особенно серьезном примере Freeman et al 2019 в Канзасе и Мэриленде , США. [58]
Было исследовано несколько способов биологической борьбы с вредителями . К ним относится внедрение другого вида, черной львинки ( Hermetia illucens ), личинки которой конкурируют с личинками комнатной мухи за ресурсы. [59] Еще одним подходом является внедрение навозных жуков для взрыхления поверхности навозной кучи и превращения ее в непригодную для размножения. [59] Можно использовать дополнительный биологический контроль путем выпуска паразитоидов, но комнатные мухи размножаются так быстро, что естественные враги не успевают за ними. [60]
Легкость культивирования мух и относительная простота обращения с ними по сравнению с плодовой мушкой дрозофилой сделали их полезными в качестве модельных организмов для использования в лабораториях. Американский энтомолог Винсент Детье в своей юмористической книге «Знать муху» (1962) отметил, что в качестве лабораторных животных мухи не беспокоили никого, кто чувствителен к жестокому обращению с животными. У мух небольшое количество хромосом, гаплоидные 6 или диплоидные 12. [15] : 96 Поскольку соматическая ткань мухи состоит из долгоживущих постмитотических клеток, ее можно использовать в качестве информативной модельной системы для понимания кумулятивных клеточных изменений, связанных с возрастом . В одном исследовании было обнаружено, что окислительное повреждение ДНК 8-гидроксидезоксигуанозина у мух увеличивается с возрастом и сокращает продолжительность жизни, что подтверждает гипотезу о том, что окислительное молекулярное повреждение является причинным фактором старения (старения). [61] [62] [63]
Муха комнатная является объектом биологических исследований, отчасти из-за ее изменчивого механизма определения пола . Хотя в природе существует большое разнообразие механизмов определения пола (например, гетерогамия самцов и самок , гаплодиплоидия , факторы окружающей среды), способ определения пола обычно фиксирован внутри вида . Однако считается, что муха комнатная демонстрирует несколько механизмов определения пола, таких как гетерогамия самцов (как у большинства насекомых и млекопитающих ), гетерогамия самок (как у птиц) и материнский контроль над полом потомства. Это связано с тем, что ген, определяющий самцов ( Mdmd ), можно найти на большинстве или всех хромосомах мухи комнатных. [64] Половая дифференциация контролируется, как и у других насекомых, древним переключателем развития , doublesex , который регулируется белком transformer у многих различных насекомых. [65] Mdmd вызывает развитие самцов, отрицательно регулируя transformer . Существует также аллель , определяющий самок , трансформатора , который не чувствителен к отрицательной регуляции Mdmd. [66]
Антимикробные пептиды, вырабатываемые личинками мух, представляют фармакологический интерес. [67]
В 1970-х годах авиамоделист Фрэнк Элинг построил миниатюрный самолет из бальзового дерева, работающий на живых комнатных мухах. [68] Исследования привязанных комнатных мух помогли в понимании зрения насекомых, сенсорного восприятия и управления полетом. [69]
«Наглое насекомое» — это группа из пяти басен, иногда приписываемых Эзопу , о насекомом, в одной из версий — о мухе, которая раздувается, чтобы казаться важной. В библейской четвертой казни Египта мухи олицетворяют смерть и разложение, в то время какимя филистимского бога Вельзевула может означать «повелитель мух». [70] В греческой мифологии Миягрос был богом, который отгонял мух во время жертвоприношений Зевсу и Афине ; Зевс послал муху укусить Пегаса , заставив Беллерофонта упасть обратно на Землю, когда тот попытался оседлать крылатого коня на гору Олимп . [71] В традиционной религии навахо Большая Муха — важное духовное существо. [72] [73] [74]
В стихотворении Уильяма Блейка 1794 года «Муха» , входящем в его сборник «Песни опыта» , речь идет о смертности насекомых, которая зависит от неконтролируемых обстоятельств, как и у людей. [75] В стихотворении Эмили Дикинсон 1855 года «Я слышал жужжание мухи, когда умирал» говорится о мухах в контексте смерти. [76] Однако в романе Уильяма Голдинга 1954 года «Повелитель мух » муха является символом вовлеченных в этот процесс детей. [77]
Юмористическое стихотворение Огдена Нэша из двух строк 1942 года «Бог в своей мудрости создал муху/И забыл сказать нам, почему». указывает на спор о ценности биоразнообразия, учитывая, что даже те, кого люди считают вредителями, имеют свое место в мировых экосистемах. [78]
Почти каждый элемент во вселенной может быть таким образом персонализирован, и даже самые незначительные из них, такие как крошечный бурундук и те маленькие насекомые, помощники и наставники божества и человека в мифах, Большая Муха (
Dǫ'soh
) и Девочка-Кукурузник ('
Anilt'ánii 'At'ééd
) (Wyman and Bailey 1964:29–30, 51, 137–144), так же необходимы для гармоничного равновесия вселенной, как и великое Солнце.
{{cite book}}
: |website=
проигнорировано ( помощь )Огден Нэш был не первым и не последним человеком, который задавался вопросом о ценности мухи, не только потому, что мухи часто считаются неприятностью, но и потому, что биоразнообразие в целом является загадкой. Вопрос Нэша можно также интерпретировать как затрагивающий суть сохранения