Какие химические соединения используют животные для защиты? Как они действуют?

В природе действительно идет настоящая «химическая война», причем, не только среди животных. Воют грибы с микроорганизмами, насекомые с грибами, растения с насекомыми. Но классическим примером, конечно, стал жук-бомбардир. Однажды в Камбодже с одним из них мне удалось повстречаться.

Фонарик высвечивает убегающую по просёлочной дороге многоножку, а жук-бомбардир (Pheropsophus) нагло бычится, провоцируя накрыть его ладошкой.

Он-то великолепно понимает, что за этим последует: короткий выстрел, болевой эффект наподобие укола иголкой и коричневое пятнышко на память от такого прикосновения.

Залп из орудия в виде специфических пигидиальных (на задней части брюшка) желёз внутренней секреции бомбардир осуществляет смесью химических веществ (гидрохининов и перекиси водорода), разогревающихся порой до 100 °С (Eisner, Aneshansley, 1999).

При взаимодействии этих реактивов с ферментами (каталазой и пероксидазой), которые до момента химической атаки хранились в разных резервуарах, происходит взрывная реакция с образованием газообразного кислорода. Гидрохиноны окисляются до хининов, в результате чего выделяются водяные пары и значительный объём тепла (Kofahl, 1981).

Давление свободного кислорода выталкивает взрывную смесь из камеры через распылительную форсунку («насадку»), направленную на хищника. Причем кончик брюшка бомбардира настолько подвижен, что может ориентироваться вверх (прямо в ладонь) или, наоборот — под себя, выстреливая из-под брюха в расположенного впереди неприятеля.

Выстрел длится всего 8–17 миллисекунд и состоит из 4–9 залпов жидкости, разлетающейся со скоростью 10 м/c (Dean et al., 1990), то есть 36 км/ч!

Самого жука спасает низкая теплопроводность тканей, которые формируют смесительные резервуары, не способные к растяжению. Некоторые специалисты полагают, что такой термостойкий материал мог бы пригодиться и в промышленности, и в производстве реактивных двигателей самолётов (Агаджанов, 2016). Но это дело будущего.

А в прошлом… креационисты утверждали, что сложная оборонительная техника бомбардира не могла появиться в процессе эволюции и создана Всевышним (Rue, 1984). Хотя энтомологи находят жуков, у которых как сами камеры, так и характер наведения орудия на жертву, температура выстрела и едкость «снаряда» устроены по разному — с разной степенью усложнения (Агаджанов, 2016).

Взрослые бомбардиры — ночные снайперы химической войны. Они — кровожадные хищники, по ночам нападают на сверчков (Frank et al., 2009), в массе живущих на растительности. Если ночью бомбардиры выходят на тропу войны, то в дневное время они успешно ныкаются в трещинах грунта, под камнями и брёвнами. И заметить их в это время суток удаётся не сразу.

На фото: жук-бомбардир (Pheropsophus sp.) из Камбоджи (фото Е. А. Дунаева).

Строение оборонительного аппарата жука-бомбардира: А — химический резервуар, Б — смесительная камера, В — распылительная «насадка» (фотоагенство Getty Images, издательский дом Dorling Kindersley, фотограф Brightling G. — Hadley, 2018).

Агаджанов М., 2016. Физика в мире животных: жук-бомбардир и его «орудие» [электронный документ]. — https://habr.com/ru/post/397007/ (создан 26.08.2016, последнее обращение 08.12.2019).

Dean J., Aneshansley D. J., Edgerton H. E., Eisner T., 1990. Defensive spray of the bombardier beetle: a biological pulse jet. — Science, v. 248, pp. 1219–1221.

Eisner T., Aneshansley D. J., 1999. Spray aiming in the bombardier beetle: photographic evidence. — Proc. Natl. Acad. Sci. USA, v. 96, № 17, рр. 9705–9709.

Frank J. H., Erwin T. L., Hemenway R. C., 2009. Economically benefi cial ground beetles. The specialized predators Pheropsophus aequinoctialis (L.) and Stenaptinus jessoensis (Morawitz). Their laboratory behavior and descriptions of immature stages (Coleoptera, Carabidae, Brachininae). — Zookeys, v. 14, рр. 1–36.

Hadley D., 2018. The Exploding Bombardier Beetles [electronic document]. — ThoughtCo: https://www.thoughtco.com/exploding-bombardier-beetle.. (создано 11.03.2018, последнее обращение 08.12.2019).

Kofahl R. E., 1981. The Bombardier Beetle shoots back, Creation. — Evolution, v. 2, № 3, рр. 12–14.

Rue H. M., 1984. Bomby the Bombardier Beetle. — Green Forest (Arkansas): Master Books, 40 p.