Фотография сделана 21 марта в Липецкой области. Обнаружил случайно, снег покрыт черной пленкой из миллионов этих блошек (длина тела около 1 мм). При этом они очень активыне, постоянно прыгают, перемещаются, закапыватся в снег.
Шестиногие бескрылые насекомые отряда ногохвосток (Collembola) - крохотные «снежные» блохи, без особых проблем выживающие в снегах, обязаны своей повышенной холодостойкостью уникальному «антифризу», который оберегает их ткани от разрушительного воздействия отрицательных температур и значительно — на шесть градусов Цельсия понижает температуру замерзания жидкости.
Ранней весной в тайге на поверхности снега появляется множество насекомых. Ногохвостки представляются взору так дружно и в таком количестве, что невольно приковывают к себе внимание и вызывают неизменный интерес. Их сравнивают с тонкой черноватой пленкой или с черной угольной пылью, покрывшей снег. Говоря об их численности, чаще всего употребляют такие выражения, как "мириадами", "в неисчислимом количестве", "в неимоверно огромном количестве". И это соответствует действительности. Называют их ногохвостками, подурами, снежными блошками, а также ледниковыми, или глетчерными, блохами и даже прыгающими хвостиками.
Ногохвостки - крайние космополиты. Д. Мейер обнаружил ногохвосток в Антарктиде.
В северном Прибайкалье ногохвостки выбираются на поверхность снега в конце первой или второй декады марта, а 5-10 апреля уже исчезают, возвращаясь в лесную подстилку. Появляются ногохвостки обычно в теплую погоду, когда образуются первые насты. Однако сигналом "свистать всех наверх" служит не температурный фактор, так как температура на поверхности почвы в это время бывает такой же, как и в разгаре зимы.
Снежных блошек можно наблюдать уже рано утром, часов с восьми, но особенно много их становится несколько позднее. Исчезают они между семнадцатью и девятнадцатью часами, в зависимости от погоды. Те насекомые, которые не успевают вовремя уйти в подстилку, замерзают и погибают, так как не в состоянии проникнуть сквозь плотную корочку вечернего наста.
На одном квадратном метре поверхности снега бывает от 500 до 1000 снежных блошек, Нетрудно подсчитать: на каждом квадратном километре тайги их высыпает около миллиарда. Биологический смысл этого явления, насколько нам известно, до сих пор не разгадан.
Отправив мне запрос на
Уникальный белок-антифриз, случайно найденный у крохотных глетчерных, или «снежных», блох , может помочь в сохранении донорских органов и скоропортящихся продуктов.
Крохотные «снежные» блохи, без особых проблем выживающие в горных снегах, обязаны своей повышенной холодостойкостью уникальному «антифризу», который оберегает их ткани от разрушительного воздействия отрицательных температур.
Шестиногие бескрылые насекомые отряда ногохвосток (Collembola) обитают на снежно-ледяных покровах гор. Существовать в таких условиях ногохвостке позволяет особый белок, который значительно - на шесть градусов Цельсия - понижает температуру замерзания жидкости. Биохимики из канадского Университета Королевы (Queen"s University, Кингстон, Онтарио), использовав обнаруженное химическое сродство этого белка с водяным льдом, смогли выделить его чистом виде, говорится в пресс-релизе университета.
Оказалось, что по своему составу и химическим свойствам этот «антифриз» заметно отличается от аналогичного белка, найденного ранее у других насекомых, например у жуков и бабочек. В его составе доминирует аминокислота, но самая интересная особенность состоит в том, что «антифриз» ногохвостки распадается при повышении температуры.
Именно это свойство сулит новому «антифризу» ряд полезных применений в сельском хозяйстве и в медицине. Например, чтобы замедлить процессы разложения донорских органов, при хранении и транспортировке их охлаждают до температуры, близкой к замерзанию. Если бы можно было снизить эту температуру, срок хранения соответственно увеличился бы. Применять для этого чужеродные белки опасно, так как они могут вызвать отторжение при трансплантации. Однако белок «снежной» ногохвостки сам собой разрушится, когда орган разогреют перед началом операции.
Может пригодиться это свойство и при хранении продуктов мясного животноводства. Еще одна привлекательная возможность - внедрять ген, кодирующий этот белок, в геном растений для получения сортов, более устойчивых к заморозкам.
По признанию Лори Грэм (Laurie Graham), одного из авторов работы, опубликованной в журнале Science, она заинтересовалась этими насекомыми случайно, катаясь на горных лыжах. Насекомые, похожие на рассыпанные по снегу шарики черного перца, сохраняли активность и прыгали на десятки сантиметров, несмотря на низкую температуру.
Остается только добавить, что подобные открытия, случившиеся не там, где их ждали, и как будто бы по случайному стечению обстоятельств, принято называть серендипическими. Подробнее о серендипических открытиях читайте в статье Сергея Попова.
В Тульской области наблюдаются большие скопления снежных блох - очень активных и прыгучих, которые, впрочем, здоровью человека никак не угрожают. Коллемболы, или ногохвостки, прекрасно переносят низкие температуры и питаются исключительно органическими остатками - мертвыми бактериями и растениями.
Выход насекомых на поверхность спровоцировали потепление и талая вода, сильно подтопившая землю. Появление снежных блох — не повод для беспокойства, коллемболы населяют практически все регионы Земли.
В холодном климате живут многие растения и животные. Но лишь единицы способны выдерживать смертельную стужу, которая господствует в вечных льдах.
Высокие горы — очень суровая среда обитания. Многие животные, например олени и орлы, спускаются при плохой погоде вниз, в долины. Для выживания на большой высоте необходима соответствующая защита от холода -густая шерсть, толстый подкожный слой жира или временный переход в состояние покоя (спячка). Но какими бы фантастическими способностями к адаптации ни обладали живые существа, для постоянной жизни при температурах в двузначном минусовом диапазоне уже недостаточно ни меха, ни жира, ни спячки. Казалось бы, что высокогорные глетчеры, где постоянно царят безмолвие и лютая стужа, полностью лишены жизни. А вот и нет. Некоторым удивительным существам удалось найти свою экологическую нишу даже среди льдов. Самым стойким из них оказалось крошечное насекомое — глетчерная блоха.
Глетчерная блоха впервые упоминается в хрониках XVI в. Из-за цвета своего тела — черного с синеватым отливом — она хорошо заметна на снегу, особенно если выбирается на поверхность в компании с тысячами своих сородичей. Тогда ледник кажется покрытым слоем сажи. Высокогорные ледники в старину считались безжизненными, и естествоиспытатели эпохи Возрождения полагали, что «снежные насекомые» — это упавшие с неба черви. Лишь в 1839 г. геолог Эдуард Дезор исправил эту ошибку, описав насекомое, обитающее на ледниках Швейцарии.
Это бескрылое существо относится к отряду ногохвосток. Величина блохи 1,5-2,5 мм, поэтому невооруженным глазом заметить ее нелегко. Впрочем, такая возможность выпадает редко, ведь блоха живет в глетчере на глубине 20-40 см и лишь иногда показывается на поверхности. Верхний слой глетчера состоит из грубых крупинок снега, зернистого льда и ледяных пластин. Между ними накапливается глетчерный шлам — осадок из пыли, водорослей, принесенных ветром остатков растений и пыльцы. Поскольку шлам более темный, чем окружающий, он нагревается солнцем немного сильнее. Здесь и живет блоха, когда температура поднимается выше 0 °С.
Как же глетчерной блохе удается приспособиться к лютому холоду ледника? Главным образом благодаря том, что в жидкости ее тела содержится много натурального антифриза — Сахаров. Если этого недостаточно, организм начинает вырабатывать дополнительные молекулы белка, препятствующие образованию льда в теле. В самом крайнем случае блоха опустошает кишечник — выбрасывает из него все частицы, которые могут превратиться в кристаллы льда.
Благодаря всем этим приспособлениям выносливое насекомое способно выдерживать температуру до -20 °С. Но гораздо больше неприятностей глетчерной блохе доставляет тепло: самая губительная для нее ситуация складывается в летнее время. Когда начинается таяние льда и нагревшаяся вода затопляет среду обитания насекомого, его обменные процессы резко нарушаются. Потребность блохи в кислороде сильно повышается, она страдает от его нехватки, а при 12 «С вообще гибнет от асфиксии. В такой ситуации единственный шанс на выживание — попасть в водный поток. Тогда вокруг водоотталкивающего хитинового слоя насекомого образуется воздушный пузырь, обеспечивающий ему нормальное дыхание.
Хотя глетчерная блоха — единственное живое существо, активное круглый год, есть у нее и соседи. Например, глетчерная тихоходка - восьминогая малютка, не превышающая 1 мм в длину. Тихоходки распространены по всему свету, но больше всего их в умеренных и полярных широтах. В отличие от глетчерной блохи, они с трудом выдерживают низкие температуры и в зимние месяцы впадают в состояние анабиоза.
При понижении температуры обмен веществ у глетчерных тихоходок замедляется. Чем медленней протекает такой процесс «умирания» животного, тем больше шансов у него выжить. Активность желез, регулирующих все процессы в организме, в том числе дыхание и пищеварение, падает. Зато увеличивается выработка таких защитных веществ-антифризов, как сахара и белки, — они препятствуют образованию в теле кристалликов льда. Неподвижно, без дыхания и необходимости принимать пищу, тихоходки лежат в вечных льдах по шесть-восемь месяцев, пока их вновь не согреют теплые лучи солнца.
Живут на глетчере и некоторые растения — например, хламидомонада снежная, или снежная водоросль. Этот одноклеточный организм с парой жгутиков защищается от сильного ультрафиолетового излучения с помощью хитроумного приспособления. Чувствительный зеленый пигмент хлорофилл, с помощью которого растения улавливают энергию света и превращают углекислый газ и воду в сахар, прикрыт у него слоем оранжево-красного пигмента астаксантина. За характерную окраску снежная хламидомонада получила в название «кровяное семя». При благоприятных условиях эти быстро размножающиеся водоросли окрашивают снег в красный цвет. 15 разных местах такое явление называется по-разному: «кровавый снег», «альпийский красный снег», «кровавая роса» или «бургундская кровь».
В начале февраля в коммунальные службы Ленинского и Алексинского района начали поступать звонки от очень перепуганных жителей.
Они заметили, что возле их домов в невероятно большом количестве, прямо в снегу поселились полчища неизвестных насекомых. То, что эти букашки спокойно копошились в снегу, невзирая даже на отрицательную температуру, лишь добавляло беспокойство тулякам, а тот факт, что насекомые расползались и были вот-вот готовы приблизиться к домам местных жителей чуть было не вызвал настоящую панику.
Так как никто не знал, откуда появились эти насекомые, чем они питаются и представляют ли опасность, этот случай вызвал огромный интерес не только у самих местных жителей, но и у пользователей Интернета в остальных регионах России, которые успели понаблюдать множество видео и фотографий неожиданного нашествия насекомых. Высказывались самые разные предположения, вплоть до появления какого-то нового вида или испытаний биологического оружия. Все это не настраивало на позитивный лад местных жителей, и ситуация грозила перерасти в настоящую катастрофу.
Однако, Россельхознадзор, как оказалось, уже знал о возникшей проблеме и активно прорабатывал механизмы реагирования на ситуацию. Несмотря на то, что специалисты госструктуры так и не смогли ответить гражданам, что же представляют собой данные насекомые, они заверили, что уже взяты образцы и проводятся все необходимые анализы для определения того, с чем пришлось столкнуться тулякам.
Кто же это на самом деле?
Неожиданный ответ жители города получили от обычного сотрудника Тульского областного экзотариума, где собрано множество видов различных экзотических животных. Соответственно, и специалисты, работающие в этом заведении, куда лучше разбираются в насекомых чем даже многие сотрудники Россельхознадзора. Так, Алексей Есюнин сказал, что это – всего лишь безобидные снежные блохи, которые, на самом деле, жили в Тульской области и на территории России всегда.
Правильное название таких насекомых – ногохвостки, или же, еще более научно – коллемболы. Они сильно отличаются от своих собратьев по происхождению тем, что являются одним из немногих видов насекомых, спокойно переносящих отрицательные температуры. Даже в сильные морозы они могут сохранять очень высокую подвижность и даже высоко прыгать. Тем не менее, несмотря на сходство с обычными блохами в названии, ногохвостки абсолютно безвредны для человека и хозяйства. Снежные блохи питаются лишь мертвыми растениями и бактериями, обеспечивающими гниение, а на человека не нападают и не могут прокусить его кожу даже если бы они собирались это делать.
Большое количество этих насекомых обеспечено тем, что они всегда живут компактными массовыми скоплениями. Летом они практически всегда живут в толще почвы, а зимой могут изредка появляться на поверхности, в случае подтопления – именно это и случилось незадолго до нашествия. Несколько дней положительных температур привели к изрядному таянию снега, что, в итоге, привело к затоплению земли, откуда и вылезли спасающиеся снежные блохи.
Поэтому беспокоиться тулякам не стоит, а лучше будет даже порадоваться – ногохвостки являются одним из самых популярных научных индикаторов экологической загрязненности почвы – они живут лишь в местах с очень хорошей экологией.
Лариса Панина