Уховертки составляют отряд насекомых Dermaptera . Насчитывая около 2000 видов [1] в 12 семействах, они являются одним из самых мелких отрядов насекомых. Уховертки имеют характерные церки , пару клешней , похожих на щипцы , на брюшке, а также перепончатые крылья, сложенные под короткими, редко используемыми передними крыльями, отсюда и научное название отряда «кожные крылья». Некоторые группы представляют собой крошечных паразитов млекопитающих и не имеют типичных клешней. Уховертки встречаются на всех континентах, кроме Антарктиды .
Уховертки в основном ведут ночной образ жизни и часто днем прячутся в небольших влажных расщелинах, а ночью активны, питаясь самыми разными насекомыми и растениями. В повреждении листвы, цветов и различных сельскохозяйственных культур обычно обвиняют уховерток, особенно обыкновенную уховертку Forficula aurcularia .
Прежде чем стать взрослыми, уховертки линяют пять раз в год. Многие виды уховерток проявляют материнскую заботу, что редкость среди насекомых. Самки уховерток могут заботиться о своих яйцах; те, кто это сделает, будут продолжать присматривать за нимфами до их второй линьки. По мере линьки нимф начинает проявляться половой диморфизм , например различия в форме клешней.
Сохранившиеся в настоящее время Dermaptera относятся к подотряду Neodermaptera , впервые появившемуся в меловом периоде . Некоторые окаменелости уховерток отнесены к вымершим подотрядам Archidermaptera или Eodermaptera , первый из которых относится к позднему триасу , а второй - к средней юре. Dermaptera принадлежит к основной группе Polyneoptera и является одним из самых ранних представителей этой группы, наряду с насекомыми-ангелами ( Zoraptera ) и веснянками ( Plecoptera ), но точное родство между этими тремя группами не установлено.
Научное название отряда «Dermaptera» имеет греческое происхождение и происходит от слов derma , что означает кожа, и птерон (множественное число ptera ), крыло. Он был придуман Чарльзом Де Гиром в 1773 году. Общий термин « уховертка» происходит от древнеанглийского ēare , что означает «ухо», и wicga , что означает «насекомое», или буквально « жук ». [2] Энтомологи предполагают, что происхождение названия связано с внешним видом задних крыльев, которые уникальны и отличительны среди насекомых и в развернутом виде напоминают человеческое ухо. [3] [4] Чаще всего это название связано с сказкой старых жен о том, что уховертки проникали в мозг человека через ухо и откладывали там яйца. [5] Неизвестно, чтобы уховертки целенаправленно забирались в ушные проходы, но были отдельные сообщения о том, что уховертки были обнаружены в ухе. [6]
Уховертки многочисленны, их можно найти по всей Америке и Евразии . Обыкновенная уховертка была завезена в Северную Америку в 1907 году из Европы, но, как правило, более распространена в южных и юго-западных частях Соединенных Штатов. [7] : 739 Единственный местный вид уховертки, обнаруженный на севере Соединенных Штатов, — это шипохвостая уховертка ( Doru aculeatum ), [8] встречающаяся даже на севере Канады, где она прячется в пазухах листьев появляющихся растений. в водно-болотных угодьях южного Онтарио . Однако в Северной Америке можно найти и другие семейства, в том числе Forficulidae ( там встречаются Doru и Forficula ), Spongiphoridae , Anisolabididae и Labiduridae . [9]
Лишь немногие уховертки переживают зиму на открытом воздухе в холодном климате. Их можно найти в узких расщелинах леса, полей и садов. [7] : 739 [10] Из примерно 1800 видов около 25 встречаются в Северной Америке, 45 — в Европе (в том числе 7 — в Великобритании) и 60 — в Австралии. [11]
Большинство уховерток сплюснуты (что позволяет им помещаться в узкие щели, например, под корой) и имеют удлиненное тело, обычно длиной 7–50 миллиметров ( 1 ⁄ 4–2 дюйма). [11] Самый крупный из существующих видов — австралийская гигантская уховертка ( Titanolabis colossea ), длина которой составляет примерно 50 мм (2 дюйма), [12] : 10 , тогда как возможно вымершая (объявленная вымершей в 2014 году) уховертка острова Святой Елены ( Labidura herculeana ) достигла 78 мм ( 3+1 ⁄ 16 дюйма). [13] Уховертки характеризуются церками или парой щипцов, похожих на клешни на брюшке; У уховерток самцов обычно более изогнутые клешни, чем у самок. Эти клешни используются для захвата добычи, защиты и складывания крыльев под короткие надкрылья . [14] Усикинитевидные, состоят не менее чем из 10 сегментов . [7] : 738–739.
Самцы шести семейств Karschiellidae, Pygidicranidae, Diplatyidae, Apachyidae, Anisolabisidae и Labiduridae имеют парные пенисы, тогда как самцы остальных групп имеют один пенис. Оба пениса у Pygidicranidae и Diplatyidae симметричны, но у Karschiellidae левый сильно редуцирован. Apachyidae, Anisolabisidae и Labiduridae имеют асимметричную пару: левая и правая, когда они не используются, направлены в противоположные стороны. У самок всего одно половое отверстие, поэтому во время совокупления используется только один из парных пенисов. [15] [16] [17]
Передние крылья представляют собой короткие продолговатые кожистые пластинки, используемые для покрытия задних крыльев, как надкрылья жука, а не для полета. У большинства видов короткие и кожистые передние крылья с очень тонкими задними, хотя виды в бывших подотрядах Arixeniina и Hemimerina (эпозойные виды, иногда рассматриваемые как эктопаразиты [18] [19] ) бескрылы и слепы с нитевидными сегментированными церками (сегодня это оба включены просто как семейства в подотряд Neodermaptera). [11] [20] [21] Заднее крыло представляет собой очень тонкую перепонку, которая расширяется веером, расходясь от одной точки, сложенной под передним крылом. Хотя большинство уховерток имеют крылья и способны летать, их редко можно увидеть в полете. Эти крылья уникальны жилкованием и способом складывания, требующим использования церков. [22]
Нейроэндокринная система типична для насекомых. Имеется головной мозг, подпищеводный ганглий , три грудных ганглия и шесть брюшных ганглиев. Сильные нейронные связи соединяют нейрогемальные сердечные тела с мозгом и лобным ганглием, где близкородственное срединное аллатумное тело вырабатывает ювенильный гормон III в непосредственной близости от нейрогемальной дорсальной части ароты. Пищеварительная система уховерток такая же, как и у всех других насекомых, и состоит из передней, средней и задней кишки, но у уховерток отсутствуют желудочные стволы, которые у многих видов насекомых специализированы для пищеварения. Между местом соединения средней и задней кишки можно обнаружить длинные тонкие (выделительные) мальпигиевы канальцы . [23]
Половая система самок состоит из парных яичников , боковых яйцеводов , сперматеки и половой камеры . Боковые протоки — это то место, где яйцеклетки покидают тело, а сперматека — место хранения спермы. В отличие от других насекомых, гонопор , или половое отверстие, находится позади седьмого сегмента брюшка. Яичники примитивны в том смысле, что они политрофны ( питающие клетки и ооциты чередуются по длине овариолы ) . У некоторых видов эти длинные яичники отходят от латерального протока, а у других вокруг протока появляются короткие яичники. [23]
Уховертки гемиметаболичны , то есть подвергаются неполному метаморфозу, развиваясь в результате серии из 4–6 линек . Стадии развития между линьками называются возрастами . Уховертки живут около года с момента вылупления. Они начинают спариваться осенью, а осенью и зимой их можно встретить вместе. Самец и самка живут в камере в развалинах, расщелинах или почве глубиной 2,5 сантиметра (1 дюйм). [7] : 739 После спаривания сперма может оставаться в организме самки в течение нескольких месяцев, прежде чем яйцеклетки будут оплодотворены. С середины зимы до начала весны самец уходит или его выгоняет самка. После этого самка за два дня начнет откладывать от 20 до 80 жемчужно-белых яиц . Некоторые уховертки, паразитирующие в подотрядах Arixeniina и Hemimerina , живородящие (рожают живых детенышей); их будет питать своего рода плацента . [7] : 739–740 [20] При первой откладке яйца белые или кремовые, овальной формы, но непосредственно перед вылуплением они становятся почковидными и коричневыми. [24] Каждое яйцо имеет высоту примерно 1 мм ( 1 ⁄ 32 дюйма) и ширину 0,8 мм ( 1 ⁄ 32 дюйма). [21]
Уховертки — одни из немногих несоциальных видов насекомых, проявляющих материнскую заботу. Мать уделяет пристальное внимание потребностям своих яиц, таким как тепло и защита. [7] : 739–740 [20] Она преданно защищает яйца от хищников, не оставляя их даже есть, если только кладка не испортится. [7] : 740 Она также постоянно очищает яйца, чтобы защитить их от грибков . Исследования показали, что желание почистить яйца сохраняется всего несколько дней после их удаления и не возвращается, даже если яйца заменить; однако, когда яйца постоянно заменялись после вылупления, мать продолжала чистить новые яйца до 3 месяцев. [7] : 740
Исследования также показали, что мать не сразу узнает собственные яйца. После кладки она собирает их вместе, и исследования показали, что матери случайно подбирают маленькие восковые шарики или камни яйцеобразной формы. В конце концов, яйца-самозванцы были отвергнуты из-за отсутствия надлежащего запаха. [7] : 740
Яйца вылупляются примерно через семь дней. Мать может помочь нимфам вылупиться. Когда нимфы вылупляются, они съедают оболочку яйца и продолжают жить с матерью. Нимфы похожи на своих родителей, только меньшего размера, и будут гнездиться под матерью, и она будет защищать их до второй линьки. Нимфы питаются пищей, отрыгнутой матерью, [25] и собственной линькой. Если мать умрет до того, как нимфы будут готовы уйти, нимфы могут ее съесть. [7] : 740 [26]
Через пять-шесть возрастов нимфы линяют во взрослых особей. Щипцы самцов станут изогнутыми, а щипцы самок останутся прямыми. У них также появится свой естественный цвет, который может быть любым: от светло-коричневого (как у рыжевато- коричневой уховертки ) до темно-черного (как у кольчатой уховертки ). У видов крылатых уховерток в это время начинают развиваться крылья. Передние крылья уховертки склеротизированы, чтобы защитить перепончатые задние крылья.
Большинство уховерток ведут ночной образ жизни и обитают в небольших расщелинах, обитая в небольшом количестве мусора в различных формах, таких как кора и упавшие бревна. Было обнаружено, что виды слепы и живут в пещерах или кавернозные, их, как сообщается, можно найти на острове Гавайи и в Южной Африке. Пища обычно состоит из широкого спектра живых и мертвых растительных и животных веществ. [23] Для защиты от хищников вид уховерток Doru taeniatum может брызгать зловонной желтой жидкостью в виде струй из пахучих желез на дорсальной стороне третьего и четвертого брюшных сегментов. Он направляет заряды, вращая живот — маневр, который позволяет ему одновременно использовать клешни для защиты. [27] В исключительных случаях уховертки образуют стаи и могут захватить значительные площади района. В августе 1755 года они появились в огромных количествах возле Страуда, Глостершир, Великобритания, особенно в трещинах и щелях «старых деревянных зданий... так что они часто выпадали в таком количестве, что буквально покрывали пол». [28] Похожая «чума» произошла в 2006 году в лесной хижине и вокруг нее недалеко от гор Голубого хребта на востоке Соединенных Штатов; он сохранялся всю зиму и длился не менее двух лет. [29]
Уховертки в основном падальщики, но некоторые из них всеядны или хищны. [7] : 739–740 Брюшко уховертки гибкое, мускулистое. Он способен маневрировать, а также открывать и закрывать щипцы. Щипцы используются для различных целей. У некоторых видов щипцы использовались для удержания добычи и при совокуплении . Щипцы, как правило, более изогнуты у мужчин, чем у женщин. [30]
Обыкновенная уховертка всеядна, питается растениями и спелыми фруктами, а также активно охотится на членистоногих . В значительной степени этот вид также является падальщиком, питающимся разлагающимися растительными и животными веществами, если есть такая возможность. Наблюдаемая добыча включает в себя в основном растительных вшей, а также крупных насекомых, таких как мухи-мухи и шерстистая тля . [10] Растения , которыми они питаются, обычно включают клевер , георгины , циннии , бабочки , мальву , салат , цветную капусту , клубнику , ежевику , подсолнечник , сельдерей , персики , сливы , виноград , картофель , розы , рассаду фасоли и свеклы , а также нежную побеги и корни трав ; Также известно, что они едят кукурузные рыльца, повреждая кукурузу. [31]
Виды подотрядов Arixeniina и Hemimerina обычно считаются эпизойными, или живущими снаружи других животных , главным образом млекопитающих. В Arixeniina , семействе Arixeniidae , виды рода Arixenia обычно обнаруживаются глубоко в складках кожи и горловом мешке малазийских голых летучих мышей-бульдогов ( Cheiromeles torquatus ), по-видимому, питаясь телом летучих мышей или секретами желез. С другой стороны, считается, что виды рода Xeniaria (все еще относящиеся к подотряду Arixeniina) питаются гуано и , возможно, гуанофильными членистоногими в насесте летучей мыши, где они были обнаружены. Hemimerina включает Araeomerus , обнаруженный в гнезде длиннохвостых сумчатых крыс ( Beamys ), и Hemimerus , обнаруженный у гигантских крыс Cricetomys . [19] [32]
Уховертки, как правило, ведут ночной образ жизни и обычно прячутся в небольших, темных и часто влажных местах в дневное время. Их обычно можно увидеть на стенах и потолках домов. Взаимодействие с уховертками в это время приводит к защитному свободному падению на землю с последующим карабканьем в ближайшую расщелину или расщелину. [30] Летом их можно встретить во влажных помещениях, например, возле раковин и ванных комнат. Уховертки имеют тенденцию собираться в тенистых трещинах или отверстиях или в любом другом месте, где они могут оставаться скрытыми в дневное время. Столы для пикника, контейнеры для компоста и мусора, патио, садовая мебель, оконные рамы или что-либо еще с небольшим пространством (даже цветы артишока ) потенциально могут стать их убежищем. [33]
На уховерток регулярно охотятся птицы, и, как и многие другие виды насекомых, они становятся добычей насекомоядных млекопитающих, амфибий, ящериц, многоножек, клопов-убийц и пауков. [34] Европейские натуралисты наблюдали, как летучие мыши охотятся на уховерток. [34] Их основными насекомыми-хищниками являются паразитические виды Tachinidae или тахинидные мухи, личинки которых являются эндопаразитами . Один из видов тахинид, Triarthria setipennis , уже почти столетие демонстрирует успешную биологическую борьбу с уховертками. [35] [36] Другая тахиновая муха и паразит уховерток, Ocytata pallipes , также показала себя перспективной в качестве агента биологической борьбы. [37] Обыкновенная хищная оса, желтая куртка ( Vespula maculifrons ), охотится на уховерток, когда их много. [38] Известно, что небольшой вид круглых червей Mermis nigrescens иногда паразитирует на уховертках, которые потребляли яйца круглых червей с растительными веществами. [39] На уховертках обнаружено не менее 26 видов паразитических грибов из отряда Laboulbeniales . [40] Яйца и нимфы также поедаются другими уховертками. [41] Вид тироглифоидного клеща, Histiostoma polypori ( Histiostomatidae , Astigmata ), наблюдается на обыкновенных уховертках, иногда в больших скоплениях; [42] однако этот клещ питается трупами уховерток, а не транспортируемыми живыми уховертками. [43] Ипполит Лукас наблюдал акариновых клещей на европейских уховертках. [44]
Летопись окаменелостей Dermaptera начинается в период от позднего триаса до ранней юры около 208 миллионов лет назад в Англии и Австралии и включает около 70 экземпляров вымершего подотряда Archidermaptera . Некоторые черты, которые, по мнению неонтологов , принадлежат современным уховерткам, не обнаружены в самых ранних окаменелостях, но взрослые особи имели пятичлениковые лапки (последний сегмент ноги), хорошо развитые яйцеклады , надкрылья с прожилками (передние крылья) и длинные сегментированные церки ; на самом деле клещи не скручивались бы и не использовались так, как сейчас. [14] Теоретической стеблевой группой Dermaptera являются Protelytroptera , которые похожи на современных Blattodea (тараканов) с панцирными передними крыльями и большим неравным анальным веером, известны из перми Северной Америки, Европы и Австралии. Никаких окаменелостей триасового периода, во время которого Dermaptera могли бы развиться из Protelytroptera, обнаружено не было. [47] Среди наиболее часто предполагаемых отрядов насекомых, являющихся ближайшими родственниками Dermaptera, есть Notoptera , теоретически выдвинутый Джайлсом в 1963 году. Однако другие авторы выдвигали и другие аргументы, связывающие их с Phasmatodea , Embioptera , Plecoptera и Dictyoptera . [11] Исследование митохондриальной ДНК, проведенное в 2012 году, показало, что этот отряд является сестрой веснянок отряда Plecoptera . [48] Филогенетический анализ 2018 года показал, что их ближайшими ныне живущими родственниками были насекомые-ангелы из отряда Zoraptera , что подтверждается очень высокой поддержкой. [49]
Считается, что Archidermaptera является сестрой оставшихся групп уховерток, вымершего Eodermaptera и современного подотряда Neodermaptera (= бывшие подотряды Forficulina, Hemimerina и Arixeniina). Вымершие подотряды имеют лапки с пятью сегментами (в отличие от трех, обнаруженных у Neodermaptera), а также несегментированные церки. Ископаемые Hemimeridae и Arixeniidae не известны. [50] Виды Hemimeridae когда-то принадлежали к отдельному отряду Diploglassata, Dermodermaptera или Hemimerina . Как и большинство других эпизойных видов, летописей окаменелостей нет, но они, вероятно, не старше позднетретичного периода . [14]
Некоторым свидетельством ранней эволюционной истории является строение антеннального сердца, отдельного органа кровообращения , состоящего из двух ампул , или пузырьков, [51] , которые прикреплены к лобной кутикуле возле оснований усиков . [52] Эти особенности не были обнаружены у других насекомых. Для каждой антенны существует самостоятельный орган, состоящий из ампулы , прикрепленной к лобной кутикуле медиально от основания антенны и образующей на вентральной стороне тонкостенный мешок с клапанным отверстием. Они перекачивают кровь посредством эластичной соединительной ткани, а не мышц. [53]
Характеристики, отличающие отряд Dermaptera от других отрядов насекомых: [54]
Подавляющее большинство видов уховерток относится к бывшему подотряду Forficulina, сгруппированному в девять семейств из 180 родов, [47] включая Forficula auricleria , обычную европейскую уховертку. Виды Forficulina свободноживут, имеют функциональные крылья и не являются паразитами. Церки несегментированы и преобразованы в крупные структуры, похожие на щипцы.
Первый эпизойный вид уховертки был обнаружен лондонским таксидермистом на теле малайзийской голой летучей мыши-бульдога в 1909 году, затем описан Карлом Джорданом . К 1950-м годам к Dermaptera были добавлены два подотряда Arixeniina и Hemimerina. [19] Впоследствии они были понижены в должности до семейства Arixeniidae и надсемейства Hemimeroidea (с единственным семейством Hemimeridae ) соответственно. [55] Теперь они сгруппированы вместе с бывшей Forficulina в новом подотряде Neodermaptera . [55]
Arixeniidae представляют два рода, Arixenia и Xeniaria , всего в них насчитывается пять видов. Как и Hemimeridae, они слепые и бескрылые, с нитевидными сегментированными церками. Hemimeridae — живородящие эктопаразиты , предпочитающие мех африканских грызунов родов Cricetomys или Beamys . [50] Hemimerina также имеет два рода, Hemimerus и Araeomerus , всего 11 видов. [50]
Dermaptera относительно невелик по сравнению с другими отрядами насекомых : всего около 2000 видов, 3 подотряда и 15 семейств, включая вымершие подотряды Archidermaptera и Eodermaptera с их вымершими семействами Protodiplatyidae , Dermapteridae, Semenoviolidae и Turanodermatidae . Филогения Dermaptera до сих пор обсуждается . Существующие Dermaptera, по-видимому, монофилетичны, и есть подтверждения монофилии семейств Forficulidae, Chelisochidae, Labiduridae и Anisolabididae, однако данные подтверждают вывод о том, что бывший подотряд Forficulina был парафилетичным за счет исключения Hemimerina и Arixeniina, которые вместо этого должны быть вложенными. в Форфикулине. [47] [56] Таким образом, эти бывшие подотряды были исключены из последней высшей классификации.
Уховертки довольно многочисленны и встречаются во многих регионах мира. Нет никаких доказательств того, что они передают заболевания людям или другим животным. Обычно считается, что их клешни опасны, но на самом деле даже изогнутые клешни самцов практически не причиняют вреда человеку. [57] Известно, что уховертки редко заползают в уши человека, [58] и они не откладывают яйца внутри человеческого тела или человеческого мозга, как часто утверждается. [59] [60]
Ведутся споры о том, вредны или полезны уховертки для сельскохозяйственных культур, поскольку они поедают как листву, так и насекомых, поедающих такую листву, например тлю , хотя для нанесения значительного ущерба потребуется большая популяция. Обыкновенная уховертка питается самыми разными растениями, а также разнообразной листвой, включая листья и лепестки. Известно, что они наносят экономический ущерб фруктовым и овощным культурам. Некоторыми примерами являются цветы, хмель , красная малина , [61] и кукурузные культуры в Германии, а на юге Франции уховертки были замечены питающимися персиками и абрикосами . Уховертки атаковали взрослые растения и оставили следы укусов чашеобразной формы диаметром 3–11 мм ( 1 ⁄ 8–7 ⁄ 16 дюймов ) . [62]