Физиология животных. Приспособление и среда - Шмидт-Ниельсен К.
Скачать (прямая ссылка):
Такие вещества могут, например, нарушать нормальное развитие насекомых, которые в личиночной стадии проходят определенное число линек, прежде чем превращаются во взрослую форму (имаго). Развитие личинок регулируется так называемым ювенильным гормоном, но для превращения в имаго, напротив, необходимо отсутствие этого гормона. Ряд американских вечнозеленых деревьев синтезирует вещества, которые действуют как ювенильный гормон (см. гл. 13); результат очень прост: насекомые не переходят во взрослое состояние, и тем самым их размножение предотвращается.
Было создано много синтетических веществ, сходных по своему действию с ювенильным гормоном; некоторые из них даже намного более эффективны, чем естественные гормоны. При определенных условиях их можно использовать как сильные инсектициды, оказывающие минимальное воздействие на других животных, в том числе домашних, которые нечувствительны к гормонам насекомых. Один из недостатков таких инсектицидов — то, что они эффективны только в течение короткого периода, когда личинки превращаются в имаго.
Более разностороннее влияние оказывают синтезируемые растением вещества, которые действуют как антагонисты ювенильно-
230 Глава 5. Пища, топливо и энергия
го гормона (Bowers et al., 1976). Они эффективны на протяжении значительно более долгого периода и нарушают нормальное развитие, а также ряд других процессов, регулируемых ювениль-ным гормоном. Они полностью или частично подавляют выработку этого гормона; это ведет не только к преждевременному метаморфозу, но также к нарушению диапаузы, откладки яиц, образования половых аттрактантов и т. д. Эти вещества, вероятно, приобретут большее значение, когда будет получено больше сведений об их физиологическом действии.
Размножение позвоночных тоже подвержено влиянию растительных веществ, действующих на эндокринную систему. Некоторые растения, обычно поедаемые животными на пастбищах, особенно представители семейства бобовых, содержат биологически активные вещества с эстрогеиным действием, имитирующим нормальную активность эстрогенов животных. Эти эстрогены нарушают цикл размножения у овец и крупного рогатого скота и могут играть роль в регулировании численности диких грызунов.
Вредные эффекты растительных эстрогенов широко изучались в Австралии, где они влияют на размножение овец. У животных, поедающих подземный клевер, плодовитость падает из-за нарушения процессов, с которыми связано зачатие, так что число суягных овец резко сокращается (Shutt, 1976).
Эстрогенные вещества растений имеют значение не только для животноводства; их роль в природе гораздо шире. В безводных районах Калифорнии однолетние растения в засушливые годы вырабатывают фитоэстрогены. Когда их листья поедаются перепелами, эти вещества тормозят размножение и предотвращают появление потомства, которому не хватило бы пищи. Во влажные годы растения энергично растут и концентрация эстрогенов в них низка, и в такие годы перепела размножаются в изобилии. Богатые урожаи растительной массы и зерна в такие годы гарантируют выживание увеличившейся популяции. Тесная связь между размножением животных и продуктивностью растений известна давно, и механизм ее, по крайней мере в приведенном примере,— это хорошо отрегулированный естественный биологический контроль численности популяции (Leopold et al., 1976).
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РАСТИТЕЛЬНЫХ ЯДОВ ЖИВОТНЫМИ
Обычный ваточник (Asclepias) и другие растения, принадлежащие к тому же семейству, синтезируют сердечные гликозиды. Кроме влияния на сердце животных, поедающих эти ядовитые растения, гликозиды действуют также на мозговые центры, контролирующие рвоту. Когда животное поедает растение, рвота обычно начинается раньше, чем успеет всосаться летальная доза яда, так что эффект сводится лишь к очень неприятному желудочному расстройству.
Ядовитые вещества и химическая защита 231
Несмотря на свою ядовитость, ваточники служат единственной пищей личинок целой группы насекомых, в которую входит бабочка-данаида Danaus plexippus. В природе различные насекомо^-ядные позвоночные избегают этих бабочек и их гусениц по той простой причине, что в них накапливаются ядовитые вещества ваточников. Если птица съест всего лишь одну ярко окрашенную данаиду, она будет жестоко страдать и больше никогда не попробует это повторить. Таким образом, у этих бабочек выработалась, способность не только питаться ядовитыми растениями, но и использовать эти яды для защиты от врагов (Brower et al., 1967).
Такое использование токсичных веществ, получаемых из пищи,, широко распространено среди насекомых, но оно не ограничено" только этим классом. Ряд морских животных питается различными кишечнополостными, которые от других врагов хорошо защищены своими стрекательными капсулами, или нематоцистами. Одно из таких кишечнополостных, со свойствами которого человек познакомился на собственном мало приятном опыте, — это сифонофора Physalia, которая может даже вызвать смерть пловца, близко с нею соприкоснувшегося. Некоторые голожаберные моллюски, питающиеся этим животным, заглатывают кусочки его ткани и переваривают их. При этом нематоцисты не перевариваются и не разряжаются; они включаются в ткани моллюска и служат ему для защиты.
