Навозные жуки: разнообразие, поведение и удивительные способности.

Введение

Неформальная группа насекомых

Жуки-навозники – это жуки, питающиеся фекалиями. Некоторые виды навозников способны за одну ночь закопать количество навоза, в 250 раз превышающее их собственный вес. Многие навозники, известные как катальщики, скатывают навоз в круглые шары, которые используют в качестве источника пищи или для размножения. Другие навозники, такие как Euoniticellus intermedius, известные как туннельные, закапывают навоз прямо на месте его обнаружения. Третья группа, называемая поселенцами, не катает и не закапывает навоз: они просто живут в нём. Их часто привлекают фекалии, собранные неясытями. Существуют виды навозников различных цветов и размеров, а некоторые функциональные признаки, такие как масса тела (или биомасса) и длина ног, могут проявлять высокую степень изменчивости. Все виды принадлежат к надотряду Scarabaeoidea, преимущественно к подсемействам Scarabaeinae и Aphodiinae семейства Scarabaeidae (жуки-скарабеи). Поскольку большинство видов Scarabaeinae питаются исключительно фекалиями, это подсемейство часто называют настоящими навозниками. Существуют также жуки, питающиеся навозом, относящиеся к другим семействам, например, к Geotrupidae (жуки-землерои). Только в подсемействе Scarabaeinae насчитывается более 5000 видов. Ночной африканский жук-скарабей Scarabaeus satyrus – один из немногих известных беспозвоночных, способных ориентироваться и находить путь по Млечному Пути.

Экология и поведение

Грязевые жуки обитают во многих средах обитания, включая пустыни, луга и саванны, сельскохозяйственные угодья, а также естественные и искусственно посаженные леса. На них сильно влияет окружающая среда. Многие из них также питаются грибами, гниющими листьями и плодами. Неотропические виды Deltochilum valgum, D. kolbei и D. viridescens – хищники, предпочитающие охотиться на многоножек. Два других вида из Бразилии, Canthon dives и Canthon virens, охотятся на маток и другие крылатые формы муравьев-листорезов. Один вид с Иберийского полуострова, Thorectes lusitanicus, питается желудями. Грязевым жукам не обязательно потреблять что-либо еще, поскольку навоз обеспечивает все необходимые питательные вещества. Большинство ищут навоз, используя свое чувствительное обоняние. Некоторые мелкие виды просто прикрепляются к животным, производящим навоз, чтобы дождаться его. Захватив навоз, жук перекатывает его по прямой линии, несмотря на все препятствия. Иногда жуки пытаются украсть шарик навоза у другого жука, поэтому, чтобы избежать кражи, им приходится быстро удаляться от кучи навоза после того, как они скатали свой шарик. Грязевые жуки могут перекатывать шарики, вес которых в 10 раз превышает их собственный. Самцы жуков Onthophagus taurus способны тянуть вес, в 1141 раз превышающий их собственный: это эквивалентно тому, что средний человек тянет шесть двухэтажных автобусов, полных людей. Вид навозного жука (африканский Scarabaeus zambesianus) ориентируется по поляризационным узорам в лунном свете, что делает его первым известным животным, обладающим такой способностью. Грязевые жуки могут ориентироваться даже при видимости только Млечного Пути или скоплений ярких звезд, что делает их единственными насекомыми, ориентирующимися по Млечному Пути. Последовательность изображений демонстрирует процесс перекатывания шарика навоза жуком. Он делает это для навигации. Камбефорт и Хански (1991) классифицировали навозных жуков на три функциональных типа, основываясь на их стратегиях питания и гнездования: скатыватели, туннелеры и обитатели. "Скатыватели" перекатывают и закапывают шарик навоза либо для хранения пищи, либо для создания шарика для размножения. В последнем случае во время перекатывания вокруг шарика остаются два жука – самец и самка. Обычно шарик перекатывает самец, а самка прицепляется к нему или просто следует за ним. В некоторых случаях самец и самка перекатывают шарик вместе. Найдя место с мягкой почвой, они останавливаются и закапывают шарик, после чего спариваются под землей. После спаривания один или оба жука готовят шарик для размножения. Когда шарик готов, самка откладывает в него яйца, что является формой массового обеспечения потомства. Некоторые виды не покидают шарик после этого этапа, а остаются, чтобы защитить свое потомство. Грязевой жук проходит через полную метаморфозу. Личинки живут в шариках, сделанных из навоза, подготовленного их родителями. На личиночной стадии жук питается окружающим его навозом. Поведение жуков оставалось малоизученным до исследований Жана Анри Фабра в конце XIX века. Например, Фабр опроверг миф о том, что навозный жук ищет помощи у других жуков, столкнувшись с препятствиями. Наблюдая и экспериментируя, он обнаружил, что кажущиеся помощниками на самом деле ждали возможности украсть источник пищи у перекатывающего жука. Они широко используются в экологических исследованиях в качестве хорошего биоиндикатора для оценки воздействия климатических изменений, таких как экстремальные засухи и связанные с ними пожары, а также деятельности человека на тропическое биоразнообразие и функционирование экосистем, включая рассеивание семян, биотурбацию почвы и круговорот питательных веществ. Также было показано, что навозные жуки улучшают состояние почвы и рост растений на рекультивированных угольных шахтах в Южной Африке. Они также важны для рассеивания семян, содержащихся в навозе животных, влияя на захоронение семян и набор саженцев в тропических лесах. Они могут защищать домашний скот, например крупный рогатый скот, удаляя навоз, который в противном случае мог бы служить средой обитания для вредителей, таких как мухи. Поэтому многие страны внедрили этих насекомых для улучшения животноводства. Американский институт биологических наук сообщает, что навозные жуки ежегодно экономят около 380 миллионов долларов США для животноводческой отрасли США, за счет захоронения экскрементов скота над землей. В Австралии Организация научных и промышленных исследований Содружества (CSIRO) инициировала Австралийский проект по навозным жукам (1965–1985), который под руководством Джорджа Борнемиссы стремился ввести виды навозных жуков из Южной Африки и Европы. Успешно были интродуцированы 23 вида, наиболее заметными из которых являются Digitonthophagus gazella и Euoniticellus intermedius, что привело к улучшению качества и плодородия пастбищ для крупного рогатого скота в Австралии, а также к сокращению популяции вредных австралийских мух на около 90%. В 1995 году сообщалось, что навозные жуки испытывались в прибрежном пригороде Сиднея, Керл Керл, для борьбы с собачьими экскрементами. Landcare Research подала заявку на импорт до 11 видов навозных жуков в Новую Зеландию. Группа по стратегии выпуска навозных жуков утверждает, что это также приведет к сокращению выбросов закиси азота (парникового газа) из сельского хозяйства, а также к улучшению почв пастбищ. Однако, существует сильная оппозиция со стороны некоторых сотрудников Университета Окленда и других, основанная на рисках, связанных с тем, что навозные жуки могут выступать в качестве переносчиков болезней. Исследователи общественного здравоохранения из Университета Окленда согласны с текущей оценкой рисков EPA, и существует несколько программ Landcare в Австралии, в которых школьники собирают навозных жуков. Африканский навозный жук (D. gazella) был интродуцирован в нескольких местах в Северной и Южной Америке и распространяет свой ареал в другие регионы за счет естественного расселения и случайной транспортировки, и теперь, вероятно, натурализовался в большинстве стран между Мексикой и Аргентиной. Экзотический вид может быть полезен для контроля заболеваний скота в коммерческих районах и может вытеснять местные виды в измененных ландшафтах; однако, данные о его влиянии на местные виды в естественной среде не являются окончательными, и требуется дальнейший мониторинг. Как и многие другие насекомые, (высушенный) навозный жук, называемый qiāngláng (蜣蜋) в китайском языке, используется в китайской травяной медицине. Он задокументирован в разделе "Насекомые" (蟲部) "Свода о материальной медицине", где рекомендуется для лечения 10 заболеваний. В Исане, Северо-Восточном Таиланде, местные жители едят различные виды насекомых, включая навозного жука. Существует песня Исана กุดจี่หายไปใหน "Куда делся навозный жук", которая рассказывает о замене волов "металлическими" буйволами, которые не производят навоз, необходимый для навозного жука, что привело к увеличению редкости навозного жука в сельскохозяйственном регионе. Средиземноморский навозный жук (Bubas bison) использовался в сочетании с биочаром и кормовыми добавками для снижения выбросов закиси азота и углекислого газа, которые являются парниковыми газами. Жуки перерабатывают обогащенный биочаром навоз в почву без использования техники. Ученые в Канберре в 1965 году обнаружили, что навозные жуки (Scarabaeids), в частности Onthophagus australis Guérin Méneville, улучшают урожайность растений, используя навоз. Изучали японский просо и данные о поглощении питательных веществ. Растения были помещены в горшки, не содержащие азота, фосфора и серы. Затем в лечебные группы добавляли коровьи экскременты с или без O. australis. В некоторых лечебных группах в горшки добавляли два из трех питательных веществ. Сравнение лечебных и контрольных групп показало, что надземная и корневая масса значительно увеличились, когда навоз хорошо перемешивался с почвой в горшках. Результаты показали, что активность навозного жука значительно улучшила жизнь растений. Сам по себе навоз оказывает незначительное влияние, но в сочетании с навозным жуком питательная ценность для растений значительно возрастает. Это говорит о том, что навозные жуки имеют много...

Dung beetles live in many habitats, including desert, grasslands and savannas, farmlands, and native and planted forests. They are highly influenced by the environmental context, Many of them also feed on mushrooms and decaying leaves and fruits. The Neotropical Deltochilum valgum, D. kolbei and D. viridescens are carnivores with a strong preference for preying upon millipedes. Two other species from Brazil, Canthon dives and Canthon virens, prey on queens and other winged forms of leafcutter ants. One species from the Iberian Peninsula, Thorectes lusitanicus, feeds on acorns. Dung beetles do not necessarily have to eat or drink anything else, because the dung provides all the necessary nutrients. Most dung beetles search for dung using their sensitive sense of smell. Some smaller species simply attach themselves to the dung providers to wait for the dung. After capturing the dung, a dung beetle rolls it, following a straight line despite all obstacles. Sometimes, dung beetles try to steal the dung ball from another beetle, so the dung beetles have to move rapidly away from a dung pile once they have rolled their ball to prevent it from being stolen. Dung beetles can roll up to 10 times their weight. Male Onthophagus taurus beetles can pull 1,141 times their own body weight: the equivalent of an average person pulling six double decker buses full of people. A species of dung beetle (the African Scarabaeus zambesianus) navigates by polarization patterns in moonlight, the first animal known to do so. Dung beetles can also navigate when only the Milky Way or clusters of bright stars are visible, making them the only insects known to orient themselves by the Milky Way. The sequence of images shows a sequence of the beetle rolling a dung ball. It does this to navigate. Cambefort and Hanski (1991) classified dung beetles into three functional types based on their feeding and nesting strategies such as – Rollers, Tunnelers and Dwellers. The "rollers" roll and bury a dung ball either for food storage or for making a brooding ball. In the latter case, two beetles, one male and one female, stay around the dung ball during the rolling process. Usually it is the male that rolls the ball, while the female hitch hikes or simply follows behind. In some cases, the male and the female roll together. When a spot with soft soil is found, they stop and bury the ball, then mate underground. After the mating, one or both of them prepares the brooding ball. When the ball is finished, the female lays eggs inside it, a form of mass provisioning. Some species do not leave after this stage, but remain to safeguard their offspring. The dung beetle goes through a complete metamorphosis. The larvae live in brood balls made with dung prepared by their parents. During the larval stage, the beetle feeds on the dung surrounding it. The behavior of the beetles was poorly understood until the studies of Jean Henri Fabre in the late 19th century. For example, Fabre corrected the myth that a dung beetle would seek aid from other dung beetles when confronted by obstacles. By observation and experiment, he found the seeming helpers were in fact awaiting an opportunity to steal the roller's food source. They are widely used in ecological research as a good bioindicator group to examine the impacts of climate disturbances, such as extreme droughts and associated fires, and human activities on tropical biodiversity and ecosystem functioning, such as seed dispersal, soil bioturbation and nutrient cycling. Dung beetles have been further shown to improve soil conditions and plant growth on rehabilitated coal mines in South Africa. They are also important for the dispersal of seeds present in animals' dung, influencing seed burial and seedling recruitment in tropical forests. They can protect livestock, such as cattle, by removing the dung which, if left, could provide habitat for pests such as flies. Therefore, many countries have introduced the creatures for the benefit of animal husbandry. The American Institute of Biological Sciences reports that dung beetles save the United States cattle industry an estimated US$380 million annually through burying above ground livestock feces. In Australia, the Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO) commissioned the Australian Dung Beetle Project (1965–1985) which, led by George Bornemissza, sought to introduce species of dung beetles from South Africa and Europe. The successful introduction of 23 species was made, most notably Digitonthophagus gazella and Euoniticellus intermedius, which has resulted in improvement of the quality and fertility of Australian cattle pastures, along with a reduction in the population of pestilent Australian bush flies by around 90%. In 1995 it was reported that dung beetles were being trialled in the Sydney beach suburb of Curl Curl to deal with dog droppings. An application has been made by Landcare Research to import up to 11 species of dung beetle into New Zealand. As well as improving pasture soils the Dung Beetle Release Strategy Group say that it would result in a reduction in emissions of nitrous oxide (a greenhouse gas) from agriculture. There is, however, strong opposition from some at the University of Auckland, and a few others, based on the risks of the dung beetles acting as vectors of disease. There are public health researchers at the University of Auckland who agree with the current EPA risk assessment and there are several Landcare programmes in Australia that involve schoolchildren collecting dung beetles. The African dung beetle (D. gazella) was introduced in several locations in North and South America and has been spreading its distribution to other regions by natural dispersal and accidental transportation, and is now probably naturalized in most countries between México and Argentina. The exotic species might be useful for controlling diseases of livestock in commercial areas, and might displace native species in modified landscapes; however, data is not conclusive about its effect on native species in natural environments and further monitoring is required. Like many other insects, (dried) dung beetle, called qiāngláng (蜣蜋) in Chinese, is used in Chinese herbal medicine. It is recorded in the "Insect section" (蟲部) of the Compendium of Materia Medica, where it is recommended for the cure of 10 diseases. In Isan, Northeastern Thailand, the local people eat many different kinds of insects, including the dung beetle. There is an Isan song กุดจี่หายไปใหน "Where Did the Dung Beetle Go", which relates the replacement of water buffalo with the "metal" buffalo, which does not provide the dung needed for the dung beetle and has led to the increasing rarity of the dung beetle in the agricultural region. The Mediterranean dung beetle (Bubas bison) has been used in conjunction with biochar stock fodder to reduce emissions of nitrous oxide and carbon dioxide, which are both greenhouse gases. The beetles work the biochar enriched dung into the soil without the use of machines. Scientists in Canberra in 1965 discovered that Dung beetles (Scarabaeids), specifically Onthophagus australis Guérin Méneville, improve plant yields using their dung. Japanese millet was studied and data on nutrient uptake. These plants were placed in pots lacking nitrogen, phosphorus, and sulfur. Cow dung was then added in treatment groups with or without O. australis. Some treatment groups even had two out of the three nutrients supplemented in the pots. Comparisons of the treatment and control groups were made to show that top growth and roots significantly increased when the dung was mixed well into the soil in the pots. Results showed that dung beetle activity greatly improved plant life. The dung has little impact alone, but in combination with the dung beetle, the nutritional value for the plants increases greatly. This suggests that dung beetles have many positive implications for the environment, including a beneficial role with plant life.

В культуре

Некоторые навозники употребляются в пищу в Юго-Восточной Азии, а различные виды навозников использовались (и до сих пор используются в традиционных обществах) в зельях и народной медицине для лечения множества болезней и расстройств.

В литературе

В басне Эзопа "Орел и жук" орел убивает зайца, попросившего убежища у жука. Затем жук мстит, дважды уничтожая яйца орла. Орел, в отчаянии, летит на Олимп и кладет свои последние яйца на колени Зевса, умоляя бога защитить их. Когда жук узнает о поступке орла, он наполняет себя навозом, направляется прямо к Зевсу и летит ему в лицо. Зевс, испугавшись вида этого неприятного существа, вскакивает, и яйца разбиваются. Узнав об истоке их вражды, Зевс пытается выступить посредником, но когда его попытки оказываются безуспешными, он меняет период размножения орла на время, когда жуки не появляются на поверхности земли. Аристофан несколько раз ссылался на эту басню Эзопа в своих пьесах. В комедии "Мир" герой поднимается на Олимп, чтобы освободить богиню Мира из заточения. Его скакун – огромный жук-навозник, которого накормили таким количеством навоза, что он вырос до чудовищных размеров. В сказке Ганса Кристиана Андерсена "Жук-навозник" рассказывается о жуке, живущем в конюшне королевских лошадей в вымышленном королевстве. Когда он требует золотые подковы, подобные тем, что носит королевская лошадь, и ему отказывают, он улетает и переживает ряд приключений, часто вызванных его чувством превосходства над другими животными. В конце концов, он возвращается в конюшню, решив (вопреки всякой логике), что именно для него лошадь короля носит золотые подковы. В "Превращении" Франца Кафки трансформированного персонажа Грегора Замзы уборщица называет "старым жуком" (alter Mistkäfer).