Введение

Семейство мух Chironomidae (неформально известные как хирономиды, некусачие мошки или озерные мухи) составляют семейство комаров-нематоцеран с мировым распространением. Они тесно связаны с Ceratopogonidae, Simuliidae и Thaumaleidae. Многие виды внешне похожи на комаров, но у них отсутствуют чешуйки на крыльях и удлиненные ротовые органы, характерные для Culicidae. Название Chironomidae происходит от древнегреческого слова kheironómos, означающего "пантомимист".

Общие названия и биоразнообразие

Это крупный таксон насекомых. По некоторым оценкам, их численность во всем мире превышает 10 000 видов. Самцов легко узнать по их перистым усикам. Взрослые особи известны под различными расплывчатыми и противоречивыми народными названиями, часто из-за путаницы с другими насекомыми. Например, хирономиды называют «озерными мушками» в некоторых частях Канады и на озере Виннебаго (штат Висконсин), но «заливными мушками» в районах вблизи залива Грин-Бей (штат Висконсин). В различных регионах района Великих озер их называют «песчаными мухами», «мукльхедами», «муфлхедами», «канадскими солдатами» или «американскими солдатами». Во Флориде их называют «слепыми комарами» или «чизивинками». В Канзасе их знают как «комаров-звонцов». Однако это не комары ни в каком виде, и термин «песчаные мухи» обычно относится к различным видам кровососущих мух, не относящихся к семейству Chironomidae. В эту группу входит бескрылая Бельгийская антарктическая нематода – самое крупное наземное животное Антарктиды. Их личинки производят шелк, и Chironomus изучался как альтернативный источник шелка, отличный от шелкопряда, поскольку его можно извлекать, не убивая животное (шелк Ахимса). Биоразнообразие хирономид часто остается незамеченным, поскольку их чрезвычайно трудно идентифицировать, и экологи обычно регистрируют их по видовым группам. Каждая морфологически отличная группа включает в себя ряд морфологически идентичных (близких) видов, которые можно идентифицировать только путем разведения взрослых самцов или путем цитогенетического анализа политенных хромосом. Политенные хромосомы были впервые обнаружены в слюнных железах личинок хирономид Балбиани в 1881 году. Они образуются в результате многократных циклов репликации ДНК без деления клеток, что приводит к характерным светлым и темным полосам, которые можно использовать для идентификации инверсий и делеций, позволяющих идентифицировать виды. В качестве альтернативы, ДНК-штрихкодирование способно различать большинство видов во многих таксономических группах, используя закономерности дивергенции обычно изучаемых генных регионов.

Поведение и описание

Хирономиды как группа очень разнообразны по жизненным циклам и демонстрируют различные типы поведения в процессе развития. Из-за видовой неоднозначности и этого разнообразия поведения исследования их пищевых привычек, особенно у взрослых особей, вызывают много споров. Многие справочные источники за последнее столетие повторяли утверждение, что хирономиды не питаются во взрослом состоянии, однако все больше данных противоречит этому мнению. Взрослые особи многих видов действительно питаются. К естественным источникам пищи относятся свежий помет мух, нектар, пыльца, падь и различные богатые сахарами вещества. Вопрос о практической значимости питания для некоторых видов Chironomus уже однозначно решен: особи, питавшиеся сахарозой, летали значительно дольше голодных, а голодные самки – дольше голодных самцов, что позволяет предположить, что они вылупились с большими запасами энергии, чем самцы. Некоторые авторы полагают, что самки и самцы определенных видов по-разному используют ресурсы, полученные с пищей. Как правило, самцы тратят дополнительную энергию на полет, а самки используют пищевые ресурсы для увеличения продолжительности жизни. Эти стратегии должны соответствовать максимальной вероятности успешного спаривания и размножения у видов, не спаривающихся сразу после вылупления, особенно у видов, у которых созревает несколько яйцевых масс, причем менее развитые откладываются с задержкой. Эти факторы также важны для видов, использующих ветер для расселения и откладывающих яйца периодически. Хирономиды, питающиеся нектаром или пыльцой, вполне могут играть важную роль в опылении, однако современные данные по этому вопросу носят преимущественно анекдотический характер. Тем не менее, содержание белка и других питательных веществ в пыльце по сравнению с нектаром вполне может способствовать репродуктивным возможностям самок. Их способность захватывать кислород дополнительно повышается благодаря волнообразным движениям. Взрослые особи могут быть вредителями при массовом вылете. Они могут создавать трудности при вождении, сталкиваясь с лобовым стеклом и образуя непрозрачный налет, ухудшающий видимость. Они могут повреждать краску, кирпич и другие поверхности своими экскрементами. После гибели большого количества взрослых особей они могут образовывать зловонные кучи. Они могут вызывать аллергические реакции у чувствительных людей. Показано, что эти аллергические реакции вызываются гемоглобинами, которые в основном содержатся в личиночных стадиях хирономид. Они широко распространены и в большинстве случаев встречаются в больших количествах по всему миру. Они обитают в самых разных средах, от оледеневших районов высочайших гор до самых глубоких пресноводных водоемов. Их также можно встретить в растительно-заполненных водоемах, приливных и интерстициальных зонах. Многие виды хирономид обитают в донных отложениях или в бентальных слоях водоемов, где содержание растворенного кислорода очень низкое.

Наземные среды обитания

Личинки хирономид также встречаются в некоторых наземных биотопах. Многие наземные виды обитают в почве, составляя значительную часть сообщества почвенной фауны, особенно во влажных почвах, но также и на сельскохозяйственных угодьях и на ранних стадиях сукцессии. Некоторые виды используют гумусовые почвы для развития личинок на суше, обычно питаясь разлагающейся или иногда живой растительностью. Известно, что один род хирономид, Camptocladius, развивается в виде личинок в коровьем навозе. Некоторые виды способны глубоко зарываться в почву в случае временного исчезновения водоемов или во время засухи. Некоторые комменсальные виды питаются водорослями на своих хозяевах, что также обеспечивает им защиту и дополнительную подвижность, особенно если их хозяин – другой хищный вид личинок. Некоторые виды паразитируют, проникая через покровы хозяина для питания гемолимфой. Ларвы и куколки служат важным кормом для рыб, таких как форель, полосатый киллифиш и иглобрюх, а также для многих других водных организмов, например, тритонов. Многие водные насекомые, такие как различные хищные клопы из семейств Nepidae, Notonectidae и Corixidae, питаются хирономидами на их водных стадиях. Кроме того, установлено, что хищные жуки из семейств Dytiscidae и Hydrophilidae поедают личинок хирономид. Летучие комары на стадии имаго становятся добычей рыб и насекомоядных птиц, таких как ласточки и береговушки. Считается, что они являются особенно важным источником пищи для птенцов хохлатой чернети в первые дни жизни. На них также охотятся летучие мыши и летающие хищные насекомые, такие как стрекозы и танцевальные мухи. Они составляют важную долю макрозообентоса большинства пресноводных экосистем. Они обладают высокой устойчивостью к низкому содержанию растворенного кислорода и изменениям солености, которые часто являются следствием антропогенного загрязнения. Однако результаты этих исследований часто вызывают споры, и существуют разногласия относительно их полезности в палеоэнтомологии. Личинки хирономид часто проявляют комменсальное поведение из-за ограниченной подвижности и недостаточной защитной морфологии.

Комменсализм у хирономидов

Известно, что личинки комменсальных хирономид конкурируют за пространство на хозяине. Эта конкуренция происходит как на межвидовом уровне, так и с другими комменсальными и форетическими организмами. Сообщалось о конкуренции хирономид с цилированными протозоями *Ephemera danica*, однако эта конкуренция привела к разделению экологических ниш на теле хозяина. Эти виды не конкурируют за пищу, а скорее за оптимальные места на хозяине. В этих конкурентных взаимоотношениях хирономиды обычно предпочитают хозяев большего размера, в то время как протозои могут отдавать предпочтение меньшим хозяевам. В местах обитания, где присутствовали оба вида, наблюдались потенциальные микрониши, поскольку эти организмы, по-видимому, намеренно распределялись на разном расстоянии друг от друга. Однако, как правило, численность хирономид на хозяине оказывалась выше, чем численность протозой. Современные экземпляры используются судебными энтомологами в качестве медико-криминалистических индикаторов для оценки посмертного периода.