Насекомые

Насекомые (лат. Insécta) — класс беспозвоночных членистоногих животных. Название класса происходит от глагола «сечь» (насекать) и представляет собой кальку с французского «insecte» (латинского insectum, ср. греческое ἔντομον с тем же значением), означающего «животное с насечками». Тело насекомых покрыто хитинизированной кутикулой, образующей экзоскелет, и состоит из трёх отделов: головы, груди и брюшка. Во многих группах насекомых второй и третий сегменты груди несут по паре крыльев. Ног три пары, и они крепятся на грудном отделе. Размеры тела насекомых от 0,2 мм до 30 см и более.
Полный жизненный цикл насекомых включает эмбриональное развитие (фаза яйца) и постэмбриональное, сопровождающееся метаморфозом. Выделяют два основных типа метаморфоза — неполное и полное превращение. Неполное превращение характеризуется прохождением насекомым трёх фаз развития (яйцо, личинка и имаго), а полное — четырёх (яйцо, личинка, куколка и имаго). У насекомых с неполным превращением личинки внешне похожи на взрослых насекомых, отличаясь от них меньшими размерами тела, отсутствием или зачаточным состоянием крыльев и половых придатков. Насекомые с полным превращением характеризуются червеобразными личинками, и лишь взрослые особи обладают всеми особенностями, характерными для отряда в целом. В фазе личинки у насекомых происходит рост и развитие, а в фазе имаго — размножение и расселение.
Описано более 1 млн видов насекомых, что делает их самым многочисленным классом животных, занимающих всевозможные экологические ниши и встречающихся повсеместно, включая Антарктиду.
Наука, изучающая насекомых, называется энтомологией.
Насекомые, как известно, существа холоднокровные, их активность сильно зависит от температуры окружающей среды. При низких температурах они малоактивны и стараются переждать холода в состоянии спячки. Однако обитающие в Антарктике насекомые для защиты от местных холодов используют как криопротекторные, так и антиобезвоживающие механизмы.

Belgica antarctica (лат.) — вид бескрылых комаров-звонцов из семейства Chironomidae (отряд двукрылые, Belgica Jacobs, 1900, Orthocladiinae). Эндемики Антарктики. Крупнейшие истинно сухопутные (не покидающие поверхность земли) животные Антарктиды.

Распространение: Антарктический полуостров Антарктиды (от уровня моря до 150 м; на юг до 64°S). Остров Мордвинова (Элефант) (Южные Шетландские острова), на юг до скалистого мыса Cape Tuxen в проливе Gerlache Strait, в обоих местах от 61°S до 65°27'S.
Длина тела у самок равна 1,5—3,2 мм (ширина - 0,3-0,5 мм), у самцов - 1,6-2,5 мм (ширина - 0,3- 0,85 мм). Цвет покровов от тёмного красновато-бурого до чёрного (усики, голова и ноги немного светлее, коричневые). Глаза мелкие, состоят из 35-40 фасеток. Преимагинальные стадии имеют следующие размеры: куколки - 3-4 мм, взрослые личинки - от 4,5 до 5,0 мм (ширина - 0,4-0,6 мм; голубовато-серые, голова - красноватая), яица - около 0,3 мм (беловатые). Антенны лишь немного длиннее головы, состоят из 4 члеников: 1 и 3 сегменты короткие (их длина примерно равна ширине) и 2 и 4 длинные (вдвое длиннее своей ширины). Нижнечелюстные щупики очень короткие, состоят из 4 сегментов.
Два года Belgica antarctica проводит в виде личинки обитающей во мху, между корней трав, в почве в расщелинах скал, в нижних частях птичьих гнёзд (чаек и глупышей), в мелких водоёмах и лужицах с зелеными водорослями. Во взрослое насекомое превращается всего на пару недель. Этого достаточно, чтобы успеть совершить брачный танец и отложить яйца. В течение своей короткой жизни взрослые особи не питаются, посвящая всё время поиску партнёра и соревнуясь друг с другом за самку: численный перевес самцов у B. antarctica — 6 к 1. Взрослых  находят в почве скалах, на снегу и, даже, на телах живых пингвинов.
Холода ставят перед ним нелёгкий выбор: оставаться в незамёрзшем состоянии, но потерять много жидкости, или сохранить жидкость, но подвергнуться риску повредить себе что-нибудь кристаллами льда. Как оказалось, B. antarctica одинаково использует обе возможности.
Когда личинка решает замёрзнуть, её тело и ткани становятся жёсткими, что защищает их от повреждений при охлаждении. Исследователи полагают, что этим эффектом B. antarctica обязана синтезирующемуся в это время антифризному коктейлю. Одним из его составляющих является углевод трегалоза, который прежде обнаруживался в тканях растений и животных, устойчивых к дегидратации. Личинки проводят зиму в укрытиях под камнями, где температура всё же не достигает самых низких значений. Но что происходит, если насекомым всё-таки приходится терять воду? Личинки B. antarctica могут потерять до 70% жидкости тела (притом что для человека смертельным является расставание всего с 15%). Разумеется, для этого у них существуют специальные белки, которые предотвращают потерю воды; кроме того, чтобы уменьшить степень дегидратации, личинки собираются вместе и зимуют большими скоплениями. Но главным  фактором защиты личинок от иссушения служит их запас углеводов. Эти углеводы идут на синтез веществ, предотвращающих водопотерю. Эксперименты показали, что личинки могут выдерживать четыре цикла «сушки», пятый же оказывается последним для 35% насекомых: запас углеводного сырья исчерпывается.
Так что при понижении температуры у личинок сначала включается устойчивость к высыханию, а потом — холодоустойчивость. По словам исследователей, за зиму личинкам редко приходится выдерживать больше четырёх циклов «переморозки», так что ничто не мешает B. antarctica благоденствовать — если, конечно, так можно сказать о жизни в Антарктиде.

Чтобы понять, как этим комарам удалось адаптироваться к морозам и повышенному уровню ультрафиолетовой радиации, ученые решили расшифровать их ДНК (http://www.nature.com).
Выяснилось, что длина генома Belgica antarctica составляет всего 99 миллионов пар нуклеотидных оснований, что делает данный вид рекордсменом среди насекомых по этому показателю. Ранее обладателями самого короткого генома считались нательные вши (105 млн нуклеотидных пар) и представители отряда Strepsiptera, крошечные создания, паразитирующие на других насекомых (108 млн нуклеотидных пар). Антарктические комары смогли «сжать» свой геном до рекордных размеров, убрав оттуда все повторы и некодирующие участки (интроны). При этом насекомые не стали поступаться «осмысленной» ДНК: ученые насчитали у Belgica antarctica около 13500 функциональных генов - примерно столько же их имеется и у других двукрылых. Единственная значимая потеря связана с генами, отвечающими за обоняние - в Антарктике это чувство комарам не нужно, поскольку, в отличие от родичей из средней полосы, им не надо находить цветы или животных для кровососания. Источники пищи Belgica antarctica очень ограничены: ими служат водоросли, бактерии и навоз пингвинов.
Также специалисты выяснили, что у этих комаров постоянно «включены» гены, отвечающие за реакцию на температурный шок: у всех остальных насекомых они работают лишь время от времени. В дальнейшем ученые надеются изучить геном и других антарктических членистоногих, например, клещей. Тогда будет ясно, является ли укорочение генома универсальным рецептов выживания в Антарктике, или же это уникальная особенность Belgica antarctica.

Glaciopsyllus antarcticus (лат.) -  вид блох из семейства Ceratophyllidae. Эндемик Антарктиды. Паразиты птиц. Длина самок 4 мм, самцов - 3 мм.
Распространенность в Антарктиде: около антарктических станций Дейвис (68°35’S, 77°58’E), Case (66°17’S, 110°32’E) и Моусон (67°32', 62°53’E), а также небольшой (~1 км) скалистый остров Ardery Island примерно в 3 км от берега Антарктиды (66°22' S. 110°26' E.; Wilkes Station), гора Svarthamaren (71°53′S, 05°10′E; Mühlig-Hofmannfjella, Земля Королевы Мод), Robertskollen (71°28′S, 03°15′W; на севере Ahlmannryggen)
Впервые были обнаружены на птенцах буревестников антарктического глупыша. Также найдены на снежном буревестнике (Pagodroma nivea), антарктическом буревестнике (Thalassoica antarctica), капском голубке (Daption capense) и качурке Вильсона (Oceanites oceanicus).