Введение

Семейство жуков Silphidae – это семейство жуков, широко известных как стафилиниды-падальщики, падальщики или погребальные жуки. Включает два подсемейства: Silphinae и Nicrophorinae. Представители подсемейства Nicrophorinae также известны как погребальные жуки или жуки-сектоны. Общее число видов относительно невелико – около двухсот. Наибольшее разнообразие наблюдается в умеренных широтах, хотя известны и некоторые тропические эндемики. Оба подсемейства питаются разлагающейся органикой, такой как мертвые животные. Подсемейства различаются по характеру заботы о потомстве и предпочтениям в отношении типов падали. Жуки семейства Silphidae представляют интерес для судебных энтомологов, поскольку их обнаружение на разлагающемся теле может помочь в определении времени смерти.

Таксономия, эволюция и этимология

Семейство Silphidae относится к отряду Coleoptera. Их обычно называют жуками-падальщиками или погребальными жуками, и они обычно встречаются вблизи трупов, грибов и навоза. Ранее в состав этого семейства включали представителей семейства Agyrtidae. Это семейство имеет два подсемейства: Silphinae и Nicrophorinae. Усики состоят из 15 сегментов и у Nicrophorinae имеют отчетливую булавовидную форму на конце, а у Silphinae – более постепенную. Подсемейства также различаются по поведению. Представители подсемейства Silphinae проявляют мало или совсем не проявляют заботы о потомстве и размножаются на крупных трупах. Nicrophorinae размножаются на трупах мелких животных и закапывают себя и свою пищу, чтобы выращивать потомство, обеспечивая бипарентальный уход. В этом семействе насчитывается около 183 видов, которые встречаются по всему миру, хотя они более распространены в умеренных регионах. Nicrophorus americanus, известный как американский погребальный жук, является находящимся под угрозой исчезновения видом. Самые древние окаменелости Silphidae были найдены в средней юре (~163 миллиона лет назад) в отложениях Даохугу на севере Китая. Многие Silphidae не способны летать, хотя у них есть крылья. Считается, что эта потеря связана с изменениями в среде обитания с течением времени. Исследователи обнаружили, что большинство видов, способных к полету, питаются тушами позвоночных, в то время как нелетающие виды питаются почвенными беспозвоночными. Они также обнаружили, что продуктивность яиц увеличивается при потере способности к полету из-за ограниченности пищевых ресурсов. Слово "сильфид" или "сильф", впервые появившееся в шестнадцатом веке в трудах Парацельса, обозначает любое племя духов, обитающих в воздухе, и описывается как смертные, но лишённые души. Это слово также связано с латинским словом silva, означающим "леса" или "лесной".

Разнообразие и распространение

Сильфиды широко распространены и наиболее многочисленны в умеренной зоне. Разнообразие видов также выше в умеренной зоне, и они довольно редки в тропиках, хотя там встречаются эндемичные виды. Считается, что муравьи, мухи и другие падальщики вытесняют их в этих регионах. Размер сильфид варьируется от 7 до 45 мм. В Северной Америке насчитывается около 46 различных видов сильфид, включая Heterosilpha ramosa, Necrodes surinamensis, Necrophila americana, Nicrophorus americanus, Nicrophorus carolinus, Nicrophorus investigator, Nicrophorus marginatus, Nicrophorus orbicollis, Nicrophorus tomentosus, Oiceoptoma inaequale, Oiceoptoma noveboracense, Oiceoptoma rugulosum, Thanatophilus lapponicus. В Великобритании встречается вид Oiceoptoma thoracicum. Один вид жука рода Nicrophorus из семейства Silphidae, Nicrophorus nepalensis, можно найти преимущественно в горах восточной Азии, а также вдоль Малайского архипелага. Nicrophorus nepalensis также обитает на Индийском субконтиненте, в Индии и Пакистане.

Разработка

Сильфиды проходят голометаболическое развитие. Развитие в подсемействе Silphinae протекает медленнее, чем в Nicrophorinae. Жизненный цикл Silphinae занимает приблизительно от двадцати шести до пятидесяти восьми дней от яйца до взрослой особи. Детализация этого процесса имеет важное значение для судебных энтомологов. От момента откладки яйца до вылупления проходит от двух до семи дней. Личинки развиваются через три возраста на трупе, что занимает от десяти до тридцати дней. По истечении этого срока личинки третьего возраста покидают детрит для окукливания. Окукливание длится от четырнадцати до двадцати одного дня и является основной частью метаморфоза, во время которой происходят значительные изменения. На этой стадии полностью формируются крылья и достигается половая зрелость, иногда называемая стадией имаго или взрослой стадии, после чего цикл повторяется. Цикл развития Nicrophorinae обычно протекает быстрее. Овипозиция происходит вблизи трупа, и для вылупления личинок из яиц требуется от двенадцати до сорока восьми часов. Продолжительность личиночной стадии определяется количеством доступной пищи и уровнем родительской заботы. Окукливание в этом подсемействе длится от шести до восьми дней и завершается в почве. Взрослые особи Nicrophorinae выходят из почвы в поисках пищи и партнера для размножения.

Еда

Взрослые сильфиды питаются сапрофагически: они заселяют падаль на всех четырех стадиях разложения – свежей, вздутой, гниющей и сухой. Основные этапы разложения, привлекающие взрослых особей, – вздутая и гниющая стадии. Личинки сильфидов преимущественно обитают на стадиях гниения и высыхания падали. Основным источником пищи для подсемейства Silphinae является личиночная масса на детрите. Никрофорины заселяют тело на более ранних стадиях разложения, чтобы избежать конкуренции с личинками. Если личиночная масса достаточно велика, они не заселяют труп. Родительская забота у этого подсемейства проявляется в том, что взрослые жуки отрыгивают пищу в рот молодым личинкам до их созревания. Silphinae заселяют падаль на более поздних стадиях гниения, а взрослые особи поедают личиночную массу, иногда оставляя незначительное количество личиночных следов, что затрудняет оценку времени смерти. У костляков-погребателей (Nicrophorinae) взрослые особи закапывают трупы мелких животных и откладывают на них яйца. У некоторых видов на детрите создается небольшое углубление для развития личинок, которое взрослые жуки обеспечивают пищей и защитой. У обоих подсемейств наблюдается, что личинки питаются разлагающимся органическим материалом, в то время как взрослые особи в основном потребляют личинок. Мухи – основные конкуренты сильфидов за детрит. Если падаль заражена личинками, многие никрофорины покидают её, в то время как представители Silphinae питаются личинками. Некоторые виды выделяют химическое вещество из прямой кишки, состоящее из алифатических кислот и терпеновых спиртов. Этот секрет обладает сильным неприятным запахом и может вызывать местное раздражение у тараканов и мух. Вид Necrodes surinamensis выбрасывает этот секрет в виде спрея и может вращать конец брюшка, чтобы распылять его во всех направлениях.

Движение и навигация

Ходьба – основная форма передвижения жуков семейства Silphidae. Они способны преодолевать значительные расстояния в поисках мертвых животных для размножения и питания. У жуков есть два набора крыльев: надкрылья и задние крылья. Задние крылья перепончатые и приспособлены для полета или плавания. Некоторые Silphidae способны летать, в то время как другие утратили эту способность в процессе эволюции. После смерти животного выделяются сероводород и некоторые циклические соединения. Silphidae используют обоняние для обнаружения мертвых животных на большом расстоянии, полагаясь на хеморецепторы, расположенные на их антеннах, которые адаптированы для обнаружения этих химических веществ. На близком расстоянии запахи обнаруживаются концевыми органами пальп. Благодаря этому механизму личинки обеспечиваются постоянным источником пищи, а вероятность успешного размножения возрастает. Silphidae конкурируют за места для размножения. Если вторгшийся самец побеждает исходного самца, он спаривается с исходной самкой и создает новое потомство. Если вторгшаяся самка побеждает исходную самку, она также создает новое потомство с основным самцом.

С людьми

Сильфиды обычно не доставляют людям беспокойства. Они приносят пользу окружающей среде, откладывая яйца на трупах, а личинки разлагают детрит, предотвращая накопление мертвых организмов. Закапывание трупов в землю представителями подсемейства Nicrophorinae скрывает их от глаз и предотвращает распространение неприятных запахов. Это также уменьшает площадь поверхности для откладки яиц мухами и снижает их численность. Некоторые сильфиды заселяют населенные пункты и становятся вредителями для фермеров, используя сельскохозяйственные культуры в качестве дополнительного источника питательных веществ. Aclypea opaca в Европе питается свеклой. Necrophila americana питается тыквой, шпинатом и сахарной свеклой.

С другими организмами

Известно, что представители семейства Silphidae вступают во взаимовыгодные отношения с другими организмами. Никрофорины поддерживают взаимовыгодные отношения с форетическими клещами. Клещи рода Poecilochirus производят деутонимф, которые ползают по никрофоринам и переносятся к падалям. По прибытии к падалью деутонимфы покидают взрослых никрофорин и приступают к питанию находящимися поблизости яйцами мух и молодыми личинками. Клещи помогают никрофоринам сократить количество конкурентов на падалях. Благодаря снижению конкуренции оба вида способны успешно размножаться в почве. Silphidae известны тем, что служат хозяевами для ювенильных нематод. Nicrophorus vespilloides тесно связаны с нематодой-паразитом. Паразиты могут легко передаваться другим хозяевам во время копуляции.

Судебно-медицинские исследования

Сильфиды – одно из нескольких семейств жуков, имеющих важное значение в криминалистической энтомологии. Они являются важным инструментом для определения времени наступления смерти путем сбора потомства сильфид с трупа и определения скорости их развития. На основании количества инстаров и стадии развития личинок можно оценить примерное время смерти. Это особенно полезно в медико-криминальной энтомологии, где особое внимание уделяется использованию членистоногих в качестве доказательств для расследования преступлений. Сильфиды изучаются для получения более точных оценок времени наступления смерти и возможных причин смерти. В будущем энтомологи планируют более детально изучить социальное поведение этих жуков. Представители семейства Silphidae обычно первыми из жуков контактируют с мертвым телом. Личинки сильфид – оппортунистические хищники, питающиеся яйцами и личинками мух, а также самой тканью трупа.