Описание, строение и аэродинамические свойства мухи

Мухи – насекомые из отряда двукрылых. Они распространены во всех уголках планеты, за исключением Антарктиды. По различным подсчетам на Земле обитает от 150 000 до 200 000 видов мух. Одни из них живут в дикой природе, другие являются синантропными видами, то есть их жизнь напрямую связана с человеком, небольшая часть этих насекомых – паразиты.

Сколько весит муха и каковы ее размеры, зависит от видовой принадлежности насекомого. Так размер тела может колебаться от 1-2 мм до 5,5–6 см, при этом подавляющее большинство мух вырастает от 8 до 20 мм. Средний вес мухи 12 – 16 мг.

Польза

Большая часть людей привыкли считать, что мухи причиняют только вред. На самом деле это не совсем так. Существуют мушки, которые как пчелы, опыляют растения. Такие двукрылые не живут в квартирах и не питаются кровью животного или человека.

Ученые исследовали мух и выяснили, что насекомое наделено редким генным кодом, который распознает и ликвидирует вредоносные клетки. Благодаря открытию, появляется шанс на лечение серьезных заболеваний.

Внешнее строение

Строение мухи независимо от того, к какому виду она принадлежит, такое же, как у других насекомых. Тело состоит из головы, груди и брюшка. У нее два основных крыла, три пары конечностей. Форма тела цилиндрическая, может быть более плотной или стройной, вытянутой. Мухи – насекомые с ярко выраженным половым диморфизмом – строение, внешний вид и размеры самцов и самок заметно отличаются (чаще всего самки крупнее).

Голова мухи округлая, большую часть занимают большие выпуклые глаза. Между глазами располагается лоб (расстояние между глазами у самок чаще всего больше, чем у самцов). Внизу лба расположены органы обоняния – усики. А на нижней части головы находится ротовой аппарат мухи – в виде хоботка. Кстати, органы чувств (вкус и обоняние) у мух развиты намного лучше, чем у людей.

Органы зрения мух имеют сложное строение. Каждый глаз состоит примерно из 4 000 фасеток (выпуклых шестигранников). Каждая фасетка воспринимает малую часть объекта, а мозг объединяет все части, формируя общее изображение по принципу мозаики. Благодаря этой особенности у мухи практически круговой обзор. Она видит не только то, что находится перед ней или сбоку, но и то, что происходит сзади.

Помимо основной пары глаз у многих разновидностей мух есть еще три простых глазка, которые находятся в области темени.

Усики мухи состоят из 3 члеников. Они очень чувствительные и могут улавливать запахи на большом расстоянии. Насекомые реагируют даже на совсем малые концентрации вещества. С помощью обоняния мухи находят еду, а самки без труда определяют, где находится питательный субстрат, на который можно отложить яйца, чтобы появившиеся на свет личинки сразу же начали питаться.

Хоботок мухи – орган, объединяющий все части рта, а именно язык, верхнюю и нижнюю губу. Ротовой аппарат мух сосущего, лижущего типа. У большинства видов он мягкий и в спокойном состоянии втягивается в специальную выемку на нижней части головы. У кровососущих разновидностей хоботок выступает вперед. Он не втягивается, покрыт хитиновым покровом и дополнительно оснащен твердыми частицами, с помощью которых насекомое прокалывает кожу жертвы.

Грудь мухи состоит из 3 отделов:

• переднегрудь;
• среднегрудь;
• заднегрудь.

Среднегрудь развита значительно лучше двух других сегментов. На ней есть мускулатура, удерживающая крылья. По бокам груди расположены дыхальца, необходимые для дыхания.

У большинства видов мух две пары крыльев. Первая – настоящие, хорошо развитые крылья, с перепончатым строением. Вторая – ложные крылья, которые называются жужжальцами. Они нужны для того, чтобы насекомое сохраняло равновесие в процессе полета.

Лапки

У мухи 6 лапок, каждая из которых состоит из 5 члеников. Лапки снабжены развитой мускулатурой, на конце коготки, присоски и специальные железы. Во время движения выделяется липкое вещество, помогающее насекомому удерживаться на любой поверхности. Благодаря этому мухи легко передвигаются по стенам и потолку.

Брюшко мухи в зависимости от разновидности состоит из 4 – 10 сегментов. Оно может значительно растягиваться в процессе еды или, когда самка носит яйца. На брюшке находятся и брюшные дыхальца.

Как муха отлипает?

Как и любое другое небольшое насекомое, муха в любой момент может оказаться съеденной. Поэтому еще одной важной задачей перед ней стоит быстрое отлипание лапок от поверхности при появлении опасности.

Если насекомое сидит на потолке, то для того, чтобы полететь, оно просто расслабляется и падает вниз. Уже в процессе падения муха переворачивается и отправляется в полет.

В том случае, если насекомому нужно стартовать с вертикальной поверхности, то сначала приподнимаются коготки, а вслед за ними постепенно отлипают и присоски.

Внимание! Можно решить, что постепенное отлипание лапок – процесс не самый быстрый. Но на деле мухе требуются доли секунды на то, чтоб отреагировать на опасность, поднять коготки, а за ними, начиная с внешнего края, отлепить присоски, и улететь. Механизм отлипания продуман самой природой. Одномоментно оторвать лапки от той или иной поверхности муха не может, как невозможно, к примеру, отлепить кусочек скотча, не потянув за один из краев.

Внутреннее строение

Основные внутренние органы мухи находятся внутри брюшка. Это половые органы и пищеварительные органы, кровеносная система, органы дыхания и нервная система.

К половой системе относятся придаточные железы, протоки, а также семенники у самцов и яйцеклетки у самок. Внешние придатки имеют отличия в зависимости от видовой принадлежности. Большинство мух откладывает яйца, но некоторые виды живородящие – самки производят на свет личинок.

Пищеварительная система состоит из зоба, кишечника, мальпигиевых сосудов и выводящих канальцев. Мухи – это насекомые с внешним пищеварением. То есть, переваривание пищи происходит вне тела, под воздействием впрыснутого мухой особого секрета. После этого насекомое всасывает получившуюся жижу.

Остальные органы и системы организма мухи:

• мозг – большое количество нервных сплетений, которые находятся в разных участках тела, и выполняют основную функцию – координирует поведение насекомого;
• дыхательная система – сложная система трахей, расположенных по всему телу и открывающихся наружу дыхальцами;
• кровеносная система – включает аорту, сердце, крыловидную мышцу и спинной сосуд.

Среда обитания и образ жизни

Мухи широко распространены по всей планете. Их можно встретить и в жарких пустынях, и в тропических лесах, и в умеренной полосе, и в тундре. Комнатная муха – наиболее известный синантропный вид считается теплолюбивым, но несмотря на это существует практически везде, где живут люди.

В квартиры мухи попадают в теплое время года через открытые двери и окна. Но обнаружить двукрылое насекомое в доме можно в любое время года. Они могут попасть через систему вентиляции из подвала или быть принесены кем-то из домочадцев. Например, яйца мух могут быть в грунте для комнатных растений, на купленных фруктах.

В квартире мухи селятся поближе к пище, поэтому чаще всего встречаются на кухне.

В зависимости от вида мухи могут есть:

• экскременты;
• мертвую плоть;
• нектар или сок растений;
• кровь людей и животных.

Некоторые разновидности относятся к категории полифагов, то есть они едят практически все от фекалий до человеческой еды.

Необыкновенная амуниция мухи

Наверное, каждый поймал хотя бы одну муху — никто ведь не хочет носить обидный ярлык: мол, так ленив, что совершенно мух не ловит. Не поэтому ли за ними охотились все и вся, в том числе и августейшие особы? Например, в старинной книге «Зрелище насекомых или наиболее мелких животных» написано: «Сам император Домициан не считал мушиную охоту ниже своего достоинства. С неутомимым рвением нанизывал царственный охотник всех попадавшихся на степах его комнаты мух на длинную железную иголку, так, чтобы рабы на вопрос: «Есть ли кто у императора?» — со спокойной совестью могли ответить: «Нет даже мухи!»

Однажды поймал муху и великий Аристотель. Он не стал нанизывать ее на иголку, а дал научное описание с позиций того времени. К сожалению, это не прибавило славы Аристотелю: он почему-то насчитал у мухи лишнюю пару ног. Куда и как смотрели многие поколения ловцов мух, неизвестно — ошибочное утверждение Аристотеля продержалось вплоть до XVIII века.

«Муха по полю пошла, муха денежку нашла». Наступила она на монетку и сразу же узнала, из чего денежка сделана: серебряная она или медная. Лапки мухи покрыты густой щеточкой очень тоненьких волосков — нервных нитей. Эта щеточка и сообщает мухе о химическом составе предмета, на который она наступила. Муха исследует вещество быстро и экономно: в зависимости от его свойств меняются электрические сигналы волосков на лапках.

Комнатная муха (есть и домовая, но у нее ноги желтые, а не черные) давно покинула лоно природы и теперь живет рядом с нами в городах и селах. Она великолепно себя чувствует в чуме, небоскребе и полинезийской хижине. И везде под суетливые мушиные ноги и хоботок попадает наша еда, и всюду это лохматое существо (взглянуть на нее под микроскопом) разносит заразу — в ее теле в среднем 80 миллионов микробов. Ничего не поделаешь: муха ползает и на помойке, и по скатерти.

Когда ноги сообщают, что она села на съедобное вещество, муха пробует его на вкус неким подобием языка — пористой подушечкой-лабеллой на кончике хоботка. Вдавливая хоботок в пищу, муха втягивает в него мельчайшие крошки. Но так недолго и подавиться. Чтобы этого не случилось, муха ест, вернее, все время пьет только хорошо растворимые вещества.

Если человеку положить в чай сахар или сахарин, он не сразу поймет разницу. Муха же мигом отвергнет сахарин. А над кусочком сахара ей придется попотеть: растворить весь кусок муха не может — слюны маловато. Поэтому она скоблит сахар так называемыми предротовыми зубчиками. И только то, что отскоблилось, идет в дело.

У нашей соседки крыльев мало — всего два. Но какие! 330 взмахов в секунду, высший пилотаж, оптимальный в энергетическом отношении профиль крыла, легкость конструкции. На таких крыльях не страшно отправляться в путешествия. И вправду, лет семьдесят назад туча мух, занесенная ветром, села на корабль, который плыл в Средиземном море в ста милях от берега!

Вообще-то муха может без отдыха не более часу лететь со скоростью 20 км/ч. При ее размере эта скорость внушительна. И все-таки комнатные мухи домоседы. Дальше чем на пятьсот метров от человеческого жилья обычно не улетают. И ввысь не забираются: выше пятидесяти метров их не видели.

Полет дается нелегко. Несколько минут активной мышечной работы, и температура мухи может подпрыгнуть на 15 — 20 градусов. В жаркую погоду от этого можно и ножки протянуть; но по-настоящему скверно муха начинает себя чувствовать при 45 градусах. Как справедливо заметил К. Чуковский, у мухи «позолоченное», желтоватое брюхо. А сама она будто из вороненой стали выкована. Такая металлическая окраска снижает температуру тела, отражает солнечные лучи.

Тоненькое, прозрачное крыло комнатной мухи пронизывают трахеи и нервы, оно несет на себе сложное навигационное оборудование — мельчайшие щетинки и колбочки, которые помогают ориентироваться. Например, скорость полета она узнает по изгибанию щетинок встречным потоком воздуха. Помогают мухе и три крошечных глазика, треугольником разместившиеся между двумя огромными фасеточными глазами, состоящими из множества как бы отдельных глазков. Но, несмотря на обилие глаз, муха подслеповата и отчетливо видит лишь в пределах 40—70 сантиметров. Стрекоза, например, видит дальше — на полтора-два метра.

Муха за неделю может дать почти тысячу потомков. Были бы отбросы, а уж за ней дело не станет: каждые два дня самка откладывает по 150 — 200 яичек. Делает она это быстро — кучки по 60—70 яиц будут пристроены на помойке за четверть часа. Вскоре из яичек выйдут личинки, которые и займутся пищевыми отбросами или навозом .

Выделив наружу пищеварительные соки, личинки сначала «полупереварят» еду вне себя. А уж потом всосут ее. Едят они мало. Чтобы личинка развилась, ей достаточно семи миллиграммов питательных веществ. Довольно мало по нашим меркам.

Перед окукливанием личинка старается зарыться в землю — там посуше. В сухом месте она проведет от трех до девятнадцати дней. Чем теплее, тем срок короче. Но даже и за это время лопата или розовый пятак свиньи могут занести личинку глубоко в почву.

Муха не будет заживо погребена, у нее есть временный таран — лобный пузырь. Выпячиваясь, пузырь раздвигает частицы почвы, потом сжимается, и муха протискивается на освободившееся место. Так мало-помалу, раздвигая землю эластичным лбом, слабенькая, еще ни разу не евшая новорожденная муха может преодолеть метровую толщу песка. Вот и выходит, что муха лбом землю прошибает.

Аэродинамические свойства

Полет мухи – уникальное явление, в природе которого ученые до сих пор не могут до конца разобраться. Насекомые передвигаются быстро, обладают отличной маневренностью, причем направление меняют практически мгновенно.

Полет мухи имеет несколько особенностей:

• для взлета не нужен разгон;
• зависание в воздухе;
• резкое изменение траектории;
• преодоление больших расстояний без снижения скорости;
• резкое приземление.

Муха может многократно менять направление движения в полете, совершенно не замедляя движение. Чаще всего они летают зигзагами.

Обычно мухам не надо подниматься высоко, ведь пищу они в основном находят на земле. Но мухи летают на высоте 7 – 10 этажей, а при необходимости могут подняться и выше. На то, насколько высоко поднимется муха, оказывают немалое влияние скорость и направление ветра.

Средняя скорость мухи около 3 км/ч, но при необходимости насекомое может летать со скоростью более 6 км/ч. Скорость полета мухи зависит от ее размера, от того, насколько она голодна, насколько силен инстинкт размножения.

А вот сколько километров может пролететь муха без отдыха, ученым выяснить пока не удалось. Ведь обычно движение мухи ограничивается преодолением небольшого расстояния, после чего следует посадка.

Если приходится совершать перелет во время дождя, чаще всего насекомое не пострадает и более того останется сухим. Все дело в особенностях зрения этих насекомых, а также в скорости реакции.

Внимание! Муха в полете видит все капли, приближающиеся к ней, и может маневрировать, уклоняясь от них.

Эпидемиологическое значение

Иногда возникает вопрос, можно ли убивать мух, если они являются важной частью экологической системы планеты.

Поскольку большинство видов мух контактирует с отходами, экскрементами, падалью и после этого с пищей человека или предметами, до которых люди дотрагиваются, то они механически переносят патогенные микроорганизмы, яйца гельминтов, возбудителей инфекций. В наиболее тяжелых случаях нашествие мух может стать причиной эпидемии.

Исходя из вышесказанного, нельзя мирно сосуществовать с мухами, появившимися в доме, их необходимо убивать во избежание неприятных последствий.

Чем питаются мухи?

Из-за своих крохотных размеров (1000 взрослых мух весят 25-30 г) обычная комнатная муха не нуждается в большом количестве пищи и поэтому в любом месте найдет достаточно еды для себя. Комнатные мухи не едят твердую пищу, потому что им нечем её пережевывать. Рот мухи приспособлен только для всасывания жидкой пищи. Роль «языка» выполняет хоботок, напоминающий хобот слона. Он разделен на конце надвое, и эти каналы действуют как трубки, по которым всасывается жидкая пища.

Распространенное мнение о том, что перед грозой комнатные мухи кусаются, неверно. Просто в этих случаях комнатных мух путают с другими видами мух, такими, как пустынные мухи или навозные мухи. Эти мухи являются кровососущими, они-то и кусают людей.

Вред и польза

Большинство людей считает мух вредными насекомыми. И действительно, насекомые наносят вред тем, что:

• переносят грязь и бактерии;
• являются переносчиками возбудителей опасных болезней (дизентерия, тиф, сибирская язва и др.);
• портят продукты;
• вызывают болезни домашнего скота.

Но от мух есть и несомненная польза, так как они:

• участвуют в опылении растений;
• представляют важную часть пищевой цепочки, являясь и жертвами, и хищниками;
• многие виды – санитары природы, ускоряющие процессы разложения останков животных и растений.

Некоторые виды мух используют в медицине, например, стерильные личинки мясных мух применяются для лечения гнойных ран. А мухи дрозофилы активно используются для исследований в области генетики.