Bombarďák druhu Brachinus crepitans (foto: beatlename.ru)
Bombardíři jsou zastoupeni podčeledí Brachininae a Paussinae (čeleď střevlíkovitých). Bombardéry se vyskytují všude, kromě Antarktidy. Známější podčeleď je Brachininae. Jeho zástupce nejlépe prostudovali vědci.
Velikost brouků této podčeledi se velmi liší. Maximální velikost brouka bombometčíka je 3 cm.Vypadají obyčejně, nejsou zde žádné světlé elytry ani zvlášť velké kusadla. Ale je tu něco jiného – schopnost střílet jedovatou kapalinu na nepřítele, jejíž teplota dosahuje 100 ° C. Navíc samotná kapalina je pozoruhodná, nemluvě o procesu „střílení“.
Co je to za kapalinu?
Brouci střílí pomocí směsi hydrochinonů a peroxidu vodíku. Tuto směs produkují dvě symetrické endokrinní žlázy. Látky produkované ucpávkami vstupují do speciální nádrže se zesílenými stěnami. Existují také menší zásobníky obsahující katalázu a peroxidázu. Jejich stěny jsou rovněž zesíleny a jsou napojeny na centrální nádrž. Svaly, které jsou zodpovědné za otevírání a zavírání „chobotu“, jsou pevně stlačeny. Komory s činidly jsou uzavřeny podobně. Když je brouk klidný, tekutiny se nemíchají, všechny „baňky“ jsou těsně uzavřeny.
Jakmile brouk potřebuje vystřelit, stěny velké nádrže se stlačí a látky z menších komor jsou vytlačeny do hlavního „reaktoru“. Zde enzymy reagují s peroxidem vodíku, což má za následek tvorbu atomárního kyslíku. Jedná se o velmi silné oxidační činidlo, které reaguje s hydrochinony a oxiduje je na chinony (vědcům se podařilo určit chemické složení těchto látek – jde o 2-methyl-1,4-benzochinon).
Obě reakce probíhají za uvolnění velkého množství tepla – směs se zahřeje až na 100 °C. Nezapomínejme, že to vše se neděje ve skleněné nádobě jako je baňka nebo zkumavka, ale v těle živé bytosti. Jakmile se v hlavní komoře objeví také kyslík, objem látky se zvětší a celá tato směs je vypuzována otvory na špičce břicha hmyzu. Jednotlivé výstřely jsou ovládány pomocí speciální membrány. Pokud tlak v nádrži překročí určitou úroveň, membrána se otevře, směs se uvolní a tlak se sníží. Membrána se uzavře. Poté se proces opakuje a tak dále, dokud nejsou činidla v komorách břicha brouka zcela vyčerpána. Pulzace je nutná proto, aby zásobník, kde dochází k hlavní reakci, stihl před dalším výstřelem vychladnout.
Špička břicha hmyzu je velmi pohyblivá. Při „střelbě“ díky této pohyblivosti může brouk mířit, a to velmi přesně. Dokáže „střílet“ pod sebe, za sebe, nad hlavu, doprava, doleva a nahoru. Bombardéry řady druhů vystřelují kapalinu nikoli jako proud, ale jako série výstřelů, z nichž každý trvá 8 až 17 ms. Rychlost výstřiku kapaliny dosahuje 10 m/s. S ohledem na to, že nepřítel brouka je obvykle velmi blízko, můžeme říci, že „projektil“ předběhne nepřítele téměř okamžitě. Mravenec, větší brouk nebo dokonce žába, která se chystá popadnout bombardéra, většinou nestihne nic udělat.
Ke studiu procesu střelby Eric Arndt a jeho kolegové z Massachusettského technologického institutu použili složitý systém. Skládá se ze synchronního rentgenového zářiče a vysokorychlostní kamery, která je schopna pořídit až 2000 snímků za sekundu.
Ostatní brouci mohou také uvolňovat repelentní kapalinu. Zejména střevlíci řady druhů jsou schopni vyvrhovat žíravinu různými směry. Uvnitř jejich břicha ale nedochází k žádné reakci – tuto tekutinu produkují speciální žlázy. V tomto případě nedochází k zahřívání na vysokou teplotu ani k výraznému tlaku.
Je také zajímavé, že muži a ženy bombardéry dokážou „střílet“ stejně přesně. Ale jejich zařízení pro střelbu jsou poněkud odlišná, ačkoli samotná reakce, tanky a vše ostatní jsou naprosto stejné.
Jak přežije samotný bombardér?
To je složitá otázka, na kterou se entomologové (a nejen oni) snaží najít odpověď již řadu let. Jde o to, že komory s činidly a hlavní nádrž jsou pokryty speciální tkaninou. Tato tkanina je nejen odolná vůči všem chemikáliím zapojeným do reakce, ale odolává i vysokým teplotám. Navíc má nízkou tepelnou vodivost, takže se teplo nešíří po těle brouka, ohřívá se pouze hlavní zásobník. Zásobník se při střelbě neroztahuje.
Bombardier Beetle a letectví
Pro člověka může být důležitý orgánový systém brouka, kde probíhá chemická reakce a uvolňuje se tekutina. Za prvé, data ze studia pulzního procesu střelby brouka by mohla být užitečná pro inženýry konstruující různé motory, včetně proudových motorů pro letadla. Snad technologie přesného a rychlého vstřikování pomůže zajistit obnovu motoru po náhodném zastavení.
Vědci mají stále co vymyslet, nyní se hlavní pozornost specialistů soustředí na komoru, kde dochází k oxidační reakci činidel. Studium struktury této komory může pomoci vytvořit tepelně odolný materiál, který je odolný vůči aktivním chemikáliím. Bude užitečné v průmyslu, vědě a vojenských záležitostech.
Co ještě?
Brouk bombometčík je oblíbený mezi kreacionisty. Tvrdí, že tak složitý, specializovaný systém nemohl vzniknout evolucí. No, pokud ano, pak se brouk objevil náhle a okamžitě jako božský výtvor. Nyní se vědcům podařilo najít mezistupně ve vývoji brouka bombometčíka, kde se „zbraň“ postupně stává stále složitější. A moderní zástupci podrodin bombardérů jsou „vyzbrojeni“ různými způsoby. U některých brouků je vedení dosaženo spíše pomocí elytry než břicha. Jiné bombardéry vydávají pouze mírně zahřátou kapalinu a řada druhů obecně vydává pouze žíravou kapalinu bez zahřívání. Jejich kamery jsou také odlišné – můžete sledovat vývoj „laboratoře“ od jednoduchého systému ke složitému. O nějakém „božství“ brouka tedy nemůže být řeč.
Mnozí zhlédli sci-fi film Starship Troopers, ve kterém je klíčovým momentem bitva lidí s brouky. Cizí členovci používali jako útok různé metody, včetně chemických – vypálili jedovatou páchnoucí látku. Představte si, že prototyp takového šípu žije na Zemi a jmenuje se brouk bombardér.
Popis a funkce
Bombastický brouk, blízký příbuzný střevlíka, je velmi zábavný tvor. Zalidnil celou planetu kromě nejpolárních oblastí. U nás nejznámější jsou brouci z podčeledi Brachininae (brachininy), o průměrné velikosti 1 až 3 cm.
Mají tuhou elytru namalovanou v tmavých barvách a hlava, nohy a hrudník mají obvykle stejnou jasnou barvu – oranžovou, červenou, terakotovou. Na zadní straně mohou být vzory ve formě tahů a hnědých skvrn. V arzenálu jsou tři páry nohou a vousky dlouhé až 8 mm.
Na fotce brouk střelec vypadá docela obyčejně, ale je to jen skořápka. Jeho nejzajímavější a nejdůležitější vlastností je schopnost vystřelit směrem k nepříteli ze žláz zadní části břicha jedovatou chemickou směsí, nezávisle zahřátou na vysoké teploty.
Tato skutečnost byla důvodem k označení hmyzu bombardérem. Nejen, že kapalina vystřeluje velkou rychlostí, proces je doprovázen prasknutím. Vědci z různých oborů se velmi zajímají o dokonalý mechanismus účinku této zbraně. Snaží se ji proto podrobně studovat.
Povaha tvorby “směsi plynů” vycházející z bodláku nebyla dosud plně prozkoumána.
Zadní žlázy střídavě produkují hydrochinon, peroxid vodíku a řadu dalších látek. Jednotlivě jsou bezpečné, zejména proto, že jsou uloženy v samostatných “kapslích” se silnými stěnami. Ale v okamžiku „bojového poplachu“ brouk prudce stáhne svaly břicha, reagencie jsou vytlačeny do „reakční komory“ a tam se smísí.
Tato “výbušná” směs vydává silné teplo, při takovém zahřívání se její objem prudce zvětšuje v důsledku uvolňování vzniklých plynů a kapalina je vystřikována výstupním kanálem jako z trysky. Některým se daří střílet přesně, jiní prostě rozprašují látku kolem.
Po výstřelu potřebuje hmyz čas na “dobití” – obnovení zásob látky. Tento proces trvá u různých druhů různě dlouho. Některé druhy se proto přizpůsobily tak, že celou „nálož“ nestráví okamžitě, ale opatrně ji rozdělí po 10-20 a jiné na větší počet záběrů.
Ve skutečnosti mezi bodujícími je jedna podrodina střevlíků – Brachininae (brachininy). V rámci rodiny však existuje další podrodina, která je schopna vystřelovat horkou směs z podkožních žláz ve ventrální zadní oblasti. Tento paussinae (pauzy).
Bombardier je z čeledi střevlíkovitých, takže navenek jsou brouci téměř identičtí
Od ostatních členovců své rodiny se liší tím, že mají neobvyklé a poměrně široké antény-antény: u některých vypadají jako velké peří, zatímco u jiných jako tenký kotouč. Paussiny jsou známé také tím, že nejčastěji žijí v mraveništi.
Faktem je, že feromony, které vylučují, působí na mravence uklidňujícím způsobem a potlačují jejich agresivitu. Díky tomu dostávají jak brouci, tak jejich larvy chutnou a výživnou potravu ze zásob mraveniště, navíc vetřelci požírají larvy samotných hostitelů. Se nazývají myrmekofilové – “život mezi mravenci.”
Mezi sebou se obě podrodiny nekříží, možná měly dokonce odlišné předky. Mezi střevlíky takové směsi vylučuje mnohem více hmyzu, ale obě výše uvedené skupiny mají společné to, že pouze oni se naučili pachovou kapalinu před vystřelením „ohřát“.
V podčeledi paussinů je v současné době známo 750 druhů ve 4 kmeny (taxonomické kategorie mezi čeledí a rodem). V kmeni rozhodovali střelci paussin Latreya, která zahrnuje 8 podkmenů a více než 20 rodů.
Podčeleď Brachinin zahrnuje 2 kmeny a 6 rodů. Nejznámější z nich:
- Brachinus – nejstudovanější a nejrozšířenější rod v rodině střelců. To zahrnuje Brachinuscrepitans – práskající brouk bombometčík (nominovaný druh), jeho obranný prostředek je možná nejvýraznější ze všech. Horká jedovatá kapalina je vystřikována s hlasitým praskáním a frekvencí blesků – až 500 výstřelů za sekundu. Během toho se kolem něj vytvoří jedovatý mrak. Od něj začal tyto brouky studovat entomolog a biolog Carl Linné, který následně začal tyto členovce systematizovat. Larvy třesavice vedou parazitický způsob života, vhodný objekt pro svůj vývoj hledají ve svrchní vrstvě půdy. Takový chování brouka bombometčíka vyskytuje se téměř u všech druhů čeledi. Navenek to vypadá standardně – černá tvrdá elytra a hlava, hrudník, nohy a tykadla jsou jasně červené. Délka těla od 5 do 15 mm.
- Mastax – brouk bombardér z tropických oblastí Asie a Afriky. Jeho elytra jsou natřeny příčnými béžovými pruhy překračujícími jeden podélný široký hnědý. Obecné pozadí je černé. Hlava, hruď a tykadla jsou hnědé, nohy tmavé.
- Pheropsophus – tento brouk bombardier žije v tropech a subtropech všech částí světa. Větší než dva předchozí příbuzní, křídla jsou černá, žebrovaná, zdobená hnědými skvrnami, hlava a hruď hmyzu mají stejnou barvu. Zdobí je také skvrny uprostřed, pouze uhlového odstínu. Antény a tlapky béžovo-kávové. Při pohledu na tohoto brouka vás možná napadne, že se jedná o prastarou dekoraci z pravé kůže a achátového kamene – jeho lastura a křídla se tak krásně lesknou a stíní ušlechtilost barev. V Rusku se na Dálném východě vyskytuje pouze jeden druh tohoto brouka – Pheropsophus (Stenaptinus) javanus. V jeho zbarvení je místo hnědých odstínů pískově béžová barva, která dodává vzhledu na eleganci.
Jídlo
Bombardier brouci jsou soumrakoví a noční lovci. Tomuto životnímu stylu jsou přizpůsobeny i jejich středně velké oči. Přes den se schovávají pod škrapy, kameny, v trávě nebo mezi padlými stromy. Strava se téměř výhradně skládá z bílkovinných potravin.
Bombardieri kladou své larvy do horní vrstvy půdy.
A to znamená, že se živí jinými živými tvory – larvami a kukly jiných brouků, plži, červy a dalšími malými tvory, kteří žijí v horní vrstvě půdy, a mršinami. Nejsou schopni letu, takže se pohybují pouze na tlapkách.
Díky svému zploštělému tvaru si snadno razí cestu mezi spadaným listím, běhají po svých lovištích. Navigují pomocí antén, které dokážou nahradit téměř všechny smysly – sluch, zrak, čich i hmat.
Svou kořist uchopí houževnatými předními a středními nohami se zářezy. Oběť se nemůže vymanit ze smrtícího objetí a po určitém odporu se uklidní a smíří se svým osudem. Tito predátoři však mají i mnoho nepřátel, někteří z nich se naučili dokonale se bránit před „výstřely“ hmyzu.
Ptáci se například chrání před „výstřelem“ křídly, někteří hlodavci skočí na hmyz shora a zatlačí jeho smrtící zbraň do země a neškodně vyhlížející larva koníka zahrabe samotného brouka do vlhké půdy, která absorbuje jedovatá kapalina.
Ale brouk bombardér bránící se a po porážce. Pozorovali, jak uvnitř vystřelil brouk, kterého žába spolkla, a nebohý obojživelník ze strachu a vnitřní popáleniny stíhačku vyplivl.
Reprodukce a délka života
Zajímavý je i vývoj brouka od vajíček k dospělcům. Proces oplodnění, stejně jako u mnoha členovců, nastává pomocí jednoho ze segmentů zadní nohy, samec vyvrhne takové množství spermatu, které bude samice potřebovat po celý život.
Vlastně zde jeho funkce končí, občas se segment utrhne a zasekne, ale proces již byl spuštěn. Samice postupně, nikoli okamžitě spotřebuje semennou tekutinu, a ukládá ji do samostatné nádrže. Před každou porcí vajec uvolní malé množství do sáčku na vejce.
Klade oplozená vajíčka do hliněné komůrky a každé vajíčko se snaží stočit do samostatné koule a položit ji na nějaký tvrdý povrch nedaleko od nádrže. A vajíček je ve snůšce minimálně 20. Po pár dnech se z vajíček objevují bílé larvy, které po pár hodinách ztmavnou.
Larvy najdou kořist v půdě v podobě kukly plavajícího brouka nebo medvěda, sežerou ji zevnitř z hlavy a vylezou tam. Tam se zakuklí. Již z tohoto kokonu za 10 dní vychází nový bodovač. Celý proces trvá 24 dní.
Někdy samice udělá druhou i třetí snůšku, pokud to klima dovolí. Na chladných místech je však záležitost omezena pouze na jedno. Nejsmutnější na tomto příběhu je životnost tohoto úžasného hmyzu. Obvykle je to pouze 1 rok. Méně často se samcům daří žít déle než 2-3 roky.
Škody od brouka
Tento brouk nemůže způsobit vážné poškození člověka. Ačkoli se nedoporučuje chytat zvláště velké zástupce holýma rukama. Přesto je docela možné získat malé, ale znatelné popálení. V tomto případě je nutné tuto tekutinu co nejdříve smýt. Nejnepříjemnější je dostat takový proud do oka. Může dojít ke snížení nebo dokonce ztrátě zraku. Je nutné oči hojně vyplachovat a okamžitě zavolat sanitku.
Také nedovolte, aby se s broukem dostali do kontaktu domácí mazlíčci – psi, kočky a další. Pokusí se hmyz spolknout a zranit se. Dá se však říci spíše, že brouk brouk bombardér není nebezpečný, ale užitečný.
Díky jeho potravním preferencím je území vyčištěno od larev, housenek. Způsobují hmatatelné škody na listových broucích, kteří absorbují mladé výhonky. V oblastech, kde to žije škůdce brouk, bombardier může být výbornou zdravotní sestrou.
Bug boj
Lidstvo nebylo vážně zmateno metodami, jak se vypořádat s brouky bombardier. Za prvé proto, že ve skutečnosti nepředstavují skutečnou hrozbu. A za druhé, dokážou s námi docela loajálně koexistovat, jen otravní entomofobové (lidé se strachem z brouků).
Navíc jsou velmi zajímavé ke studiu, až dosud se někteří domnívají, že jde o technický vynález bytostí z jiné planety. Hlavními kontrolními metodami jsou standardní aerosoly a chemikálie proti dospělému hmyzu a jeho larvám.
