Эволюция полёта насекомых

Метью Ванхорн

Согласно теории эволюции насекомые были одними из первых существ на Земле, которые начали обитать на суше. Предположительно, они произошли в силурийский период, 435 - 410 миллионов лет назад. Считается, что наиболее древние из известных окаменелых насекомых предположительно существовали в девонский период, который начался 410 миллионов лет назад. Затем неожиданно, приблизительно 300 миллионов лет назад, в летописи окаменелостей появляются крылатые насекомые. Эволюция крыльев насекомых и их полёта является невероятно трудной концепцией, которую затрудняются объяснить даже самые сведущие эволюционисты.

Относительно происхождения крыльев насекомых было предложено много теорий. Конрад Лабандейра в Encyclopedia of Paleontology, что насекомые эволюционировали от “точно не установленной линии ракообразных” (1999, стр. 603). Несмотря на то, что было выдвинуто много теорий относительно происхождения крыльев насекомых, в настоящее время только две из них принимаются как наиболее убедительными. Первая теория известна как паранотальная теория, которая предполагает, что крылья образовались из жестких боковых выступов грудных дорсальных пластинок (на спине насекомого), которые постепенно увеличивались. Однако Лабандейра признаёт, что “теории страдает от нескольких недостатков, включая отсутствие каких-либо доказательства в её пользу” (стр. 618). Да, “отсутствие доказательства” и впрямь очень большой недостаток. Вторая (и наиболее распространенная) теория называется субкоксальная теория, согласно которой:

«Крылья выросли из жаброподобных органов, которые присутствовали у самых древних насекомых. Некоторые из этих органов могли вырасти со временем, после замены их трахеями, и сформировать маленькие крылоподобные образования. Изначально, эти протокрылья могли быть полезными только для прыжка, лишь немного увеличивая расстояние, через которое насекомое могло перепрыгивать. Постепенно эти крылья увеличивались, и продолжали расти до тех пор, пока не могли использоваться для управляемого пикирования, планирования, а затем уже и для полёта с помощью махания»(стр. 618).

НАСЕКОМЫЕ И ЛЕТОПИСЬ ОКАМЕНЕЛОСТЕЙ

Несмотря на существование этих двух теорий, о чём же на самом деле свидетельствуют факты? Андрей Бродский отметил в своей книге «Эволюция полета насекомых» (The Evolution of Insect Flight), что ничего не известно о первых 20 миллионах лет эволюции насекомых, и этот период находится “под покрывалом тайны” (1994, стр. 79). В своей книге, «Эволюция жизни» (The Evolution of Life), Линда Гамлин и Гейл Вайнс утверждают: «История окаменелостей членистоногих уходит корнями к периоду 600 миллионов лет назад, но, к сожалению, не существует окаменелостей их самых древних предков» (1987, стр. 81).

В летописи окаменелостей крылатые насекомые появляются внезапно, и даже самые древние экземпляры имеют те же самые структуры, что и их современные родственники, живущие в двадцать первом столетии. Было обнаружено много окаменелостей стрекоз, относящихся к каменноугольному периоду палеозойской эры, которые имеют такое же строение, что и у современных стрекоз. Также, стрекозы и мухи внезапно появляются в летописи окаменелостей вместе с бескрылыми насекомыми. Это доказывает ошибочность предположения о том, что у бескрылых насекомых сначала развились крылья, а потом постепенно образовалась и мускулатура, которую они использовали для полёта. По мнению учёных эволюционистов, насекомые подверглись чрезвычайным морфологическим изменениям. Такие коренные изменения предполагают, что произошло что-то очень значительное, вызвавшее эти радикальные изменения. Роберт Дадли, как и многие другие учёные, утверждает, что крылья и полёт насекомых образовались как ответная реакция на хищников. Очевидно, насекомые устали оттого, что их всё время поедают и поэтому они начали своё долгое, длиной всего каких-то двадцать один миллион лет, путешествие в направлении развития крыльев. Но тогда возникает вопрос: Какие хищники могли существовать вместе с насекомыми 410 миллионов лет назад?

Если следовать эволюционной временной шкале, летопись окаменелостей указывает на то, что стрекозы начали летать, по меньшей мере, 350 миллионов лет назад. Кто, по мнению эволюционистов, заселял сушу в тот период времени? Они верят, что только насекомые и паукообразные насекомые эволюционировали. В тот период не существовало ни птиц, ни летучих мышей, ни африканских муравьедов. У насекомых если и было, то лишь несколько врагов-хищников, от которых они могли убегать. Неужели насекомые прилагали все свои усилия в течение двадцати миллионов лет лишь для того, чтобы научиться убегать от нескольких скорпионов? Более того, чтобы спасаться от скорпионов и пауков, насекомым не нужно было бы развивать настолько сложную форму полёта; им было бы достаточно просто уметь летать.

БИОМЕХАНИКА ПОЛЁТА НАСЕКОМЫХ: ФОРМА, ФУНКЦИЯ, СОЗДАНИЕ

Полёт насекомых намного больше, чем “простое летание”. Воздушные трюки и маневры, которые выполняют насекомые, нельзя обнаружить ни у одного существа, включая очаровательную колибри. В своей книге «БИОМЕХАНИКА ПОЛЁТА НАСЕКОМЫХ: ФОРМА, ФУНКЦИЯ, СОЗДАНИЕ» (The Biomechanics of Insect Flight: Form, Function, Evolution) Роберт Дадли пытается объяснить, как на протяжении миллионов лет у некоторых насекомых образовались крылья и механизм полёта. Для полёта насекомым нужны высоко специализированные приспособления. Биомеханические предпосылки полёта насекомых включают чрезвычайно сильные мышцы грудного отдела для генерации силы, подмышечный аппарат (“плечи” насекомых) для того, чтобы преобразовывать эту силу, и сами крылья, которые превращают силу в полёт. Многие насекомые могут совершать разнообразные воздушные трюки, потому что у них есть мышечная система как прямого, так и непрямого действия.

В отличие от мышц непрямого действия, прямые мышцы прикреплены непосредственно к крыльям. Спиннобрюшные (средняя линия на спинке) мышцы сокращаются для того, чтобы поднимать крылья. Продольные мышцы сокращаются для того, чтобы опускать крылья. Когда спиннобрюшные мышцы сокращаются, спинка (дорсальные пластинки) опускается и крылья вращаются вокруг других складок и поднимаются. Когда сокращаются продольные мышцы, дорсальная пластинка опять поднимается и крылья поворачиваются в противоположном направлении вокруг внешних складок. Кроме того, насекомые способны махать крыльями, вырисовывая восьмёрку, благодаря своим спиннобрюшным мышцам, которые прикреплены к основанию крыла.

В результате такой уникальной мускулатуры насекомые могут махать крыльями быстрее, чем птицы, которые имеют прямую мышечную систему. Мышечная система человека также прямая. Оторвитесь на минуту от чтения и займитесь чем-нибудь другим. Вытяните руки в стороны на уровне плеч. А теперь делайте махательные движения руками так быстро, как только можете в течение пяти секунд. Если вам удастся сделать двадцать таких движений, это будет чудо! Насекомые же способны сделать за одну секунду до 1000 взмахов!!! Они проделывают этот трюк благодаря своей уникальной мышечной системе, а также уникальному дизайну своего мозга. Сами мышцы получают немного команд из мозга. Когда человек машет руками, его мозг отдаёт команду каждому движению обеих рук. А вот мозг насекомого не должен думать о каждом взмахе крыла: ему нужно всего лишь инструктировать крыло тогда, когда необходимо начинать и заканчивать махание.

А теперь вспомните, что когда вы махали руками, вы, вероятно, не только выглядели смешно для окружающих, но вы также и быстро устали. А теперь представьте, что вы машете руками со скоростью в 200 раз в быстрее! Наверное, самый сильный человек свалился бы от изнеможения. Показатели обмена веществ всех летающих существ чрезвычайно высоки по сравнению с существами, которые обитают на суше. Дадли признаёт: “Для осуществления полёта необходимо очень много энергии, и поэтому обмен веществ крылатых насекомых имеет наилучший физиологический дизайн среди всех существующих животных” (Дадли, 2000, слова выделенным шрифтом были добавлены). У насекомых нет основного дыхательного органа (наподобие лёгких); вместо этого кислород поступает к полётным мышцам через трахеальную дыхательную систему насекомого. насекомые дышат не так, как человек. Они не втягивают воздух, а просто рассеивают газы, которые проходят через трахеальную дыхательную систему. Эта система занимает до 10 процентов массы тела насекомого. Всё тело насекомого оснащено специально для полёта, но несмотря на это многие учёные заявляют, что способность летать появилась у насекомых в результате эволюционной случайности.

Исследователь Майкл Дикинсон утверждает, что в своих аэродинамических трюках насекомые используют такие явления, как замедленный срыв воздушного потока, захват спутной струи и вращательный поток. Замедленный срыв воздушного потока возникает, когда крыло самолёта прорезается через воздух под слишком крутым углом. Вихри, создаваемые самолётами, обычно оставляют за собой турбулентность в воздушных потоках. Однако насекомым такие вихри необходимы для того, чтобы оставаться в воздухе и лететь. Вихрь представляет собой циркуляционный поток жидкости, наподобие того, который возникает в стекающей ванне. Когда угол небольшой, воздух ударяется о переднюю часть крыла и протекает гладко в двух потоках по верхней и нижней поверхности крыла. Верхний поток движется быстрее, в результате чего над крылом создаётся более низкое давление. Именно оно и тянет крыло вверх, создавая тягу. Первый этап срыва воздушного потока вначале увеличивает подъемную силу из-за недолгой потоковой структуры, называемой вихрь передней кромки крыла. Этот вид вихрей образуется непосредственно сверху и позади передней кромки крыла. В вихре создается чрезвычайно быстрый воздушный поток, и низкое давление, которое образуется в результате этого, добавляет существенную подъемную силу.

Кроме замедленного срыва воздушного потока, Дикинсон обнаружил, что в начале и в конце каждого взмаха крылья образуют кратковременные силы, которые нельзя полностью объяснить срывом воздушного потока. Эти силовые пики образуются во время изменения взмаха, когда крыло замедляет скорость и быстро вращается, что говорит о том, что именно вращение ответственно за силовые пики. Дикинсон продемонстрировал эту идею вращательной циркуляции, сравнив её с теннисным мячиком. Теннисный мячик, который находится под действием обратного вращательного движения, тянет воздух быстрее своей верхней поверхностью, что заставляет мячик подниматься, тогда как обратное вращательное движение тянет воздух быстрее снизу, что приводит к тому, что он опускается. Дикинсон сделал вывод, что именно с помощью вращательной циркуляции крылья создают существенную силу подъёма.

И, наконец, Дикинсон обнаружил, что захват спутного потока — столкновение крыла с вихревым попутным воздушным потоком предыдущего взмаха крыла — участвует в полёте насекомых. Каждый взмах крыла оставляет позади множество вихрей. Когда крыло меняет направление в обратную сторону, оно проходит через этот перемешивающийся воздух. Попутные воздушные потоки содержат энергию, которая отдается насекомым воздуху, таким образом, захват спутного потока помогает насекомому повторно использовать энергию.

Эволюция крыльев насекомых и последующий полёт на самом деле представляют собой такое явление, которое эволюционисты не способны объяснить. Насекомые являются самыми лучшими летательными аппаратами — даже наиболее современные созданные человеком самолёты не могут сравниться с полётом насекомых. Нет способа, с помощью которого у насекомых постепенно развился бы полёт, как нет и окаменелостей, которые бы свидетельствовали о каких либо переходных видах между летающими и не летающими насекомыми. Летопись окаменелостей указывает на то, что если, к примеру, полёт и эволюционировал у насекомых, то это произошло очень быстро. Однако, такое быстрое и сложное эволюционное продвижение невозможно, и более того, оно противоречит самой эволюционной теории. Все данные свидетельствуют о тщательно разработанном сложном дизайне, и подтверждают, что всё было создано полностью функциональным с самого начала. Все свидетельства указывает на разумный дизайн полёта насекомых — его форму, функцию и создание.

Ссылки и примечания

  1. Brodsky, Andrew (1994), The Evolution of Insect Flight (New York: Oxford University Press).
  2. Dudley, Robert (2000), The Biomechanics of Insect Flight: Form, Function, Evolution (Princeton, NJ: Princeton University Press).
  3. Gamlin, Linda and Gail Vines (1987), The Evolution of Life (New York: Oxford University Press).
  4. Labandeira, Conrad (1999) “Insects and Other Hexapods”, Encyclopedia of Paleontology (Chicago, IL: Fitzroy Dearborn), 1:603-624.

Источник-www.apologeticspress.org





опубликовано материалов

Популярные статьи:

что такое гравитация? Кто создал Бога? Динозавры жили с людьми Тука и его удивительный клюв Уникальная планета Земля




Поддержите наш проект, разместив нашу ссылку на сайте своей организации, в своем блоге или на страничке социальных сетей.
"Разумный Замысел"
http://www.origins.org.ua
банер Разумный Замысел


Система Orphus
нижняя полоса сайта