О СКОРПИОНАХ

 Скорпионы - одни из самых древних и загадочных обитателей планеты. Всем известные существа с сомнительной репутацией и дурной славой. Эти членистоногие из класса паукообразных - настоящие капсулы времени и впечатляющий пример эволюции. Множество фактов об их биологии и образе жизни не изучено и удивляет ученых до сих пор.
В Сочинском национальном парке встречается два вида скорпионов и, чтобы понять их биологию и экологию, познакомьтесь сначала с этой статьей, которая посвящена отряду скорпионов в целом. 

История

Самые ранние находки скорпионов известны начиная с силура (начался 443 млн лет назад). Окаменелости скорпионов находят по всему миру, что свидетельствует об их широком распространении в прошлом. Некоторые из них хорошо сохранились, что позволяет изучать детали их анатомии, включая внутренние органы. Всего найден и описан 131 вид ископаемых скорпионов, причем более 60 из них найдены в отложениях каменноугольного периода (начался примерно 350 млн лет назад). Пермские находки скорпионов очень редки, единственный хорошо сохранившийся экземпляр был обнаружен близ города Хемниц в Германии. Несмотря на внешнее общие черты, важно знать, что палеозойские ракоскорпионы (эвриптериды) не являются родственной группой скорпионов.
Многие ранние скорпионы попадаются в мелководных морских отложениях. Поэтому считалось, что водный образ жизни был первичным для предков скорпионов. Находка в американском штате Висконсин вида Parioscorpio venator («прародитель скорпионов - охотник»), на сегодняшний день древнейшего известного представителя отряда (возраст найденных окаменелостей которого составляет около 437-426 млн. лет), поставила гипотезу о морском происхождении скорпионов под сомнение.
Таким образом, скорпионы - одни из самых ранних наземных позвоночных. Они потенциально могли быть частью первых фауны сложных наземных экосистем наряду с многоножками и, по крайней мере, раннедевонскими гексаподами (шестиногие членистоногие). 

Общая информация

Скорпионы (Scorpiones) - отряд членистоногих из класса паукообразных (Arachnida). Исключительно наземные организмы. Обитают на шести из семи континентов, приспособились выживать даже в самых суровых условиях.
Изучением скорпионов занимается арахнология - наука о паукообразных. Ученые, соответственно, - арахнологи или скорпионологи.
В мире всего известно более 2400 видов скорпионов, из которых смертельно опасны около 25.
14 семейств объединяются в 2 подотряда:

• Neoscorpionina (Thorell & Lindström, 1885) - современный подотряд;
• Mesoscorpionina (Stockwell, 1989) - вымерший подотряд.

Мишель Соулглад и Виктор Фет разработали современную классификацию скорпионов, опубликованную в 2003 году, а так же ввели в арахнологию новый таксономический ранг - парвотряд (parvorder), расположенный между инфраотрядом и надсемейством.
Слово «скорпион» происходит от древне-греческого σκορπιός (скорпиос). В древнерусском языке «скорпия» означало «змея». 

Морфология

Размеры разных видов скорпионов варьируют от 10 мм до 20-23см!
Тело скорпиона состоит из 2 основных частей: просомы (головогрудь / цефалоторакс) и длинной опистосомы (брюшной отдел/брюшко), в которой в свою очередь различают еще 2 отдела:

• мезосома (переднебрюшие) - более широкий передний отдел, тесно примыкающий к головогруди и составляющий с ней одно целое (туловище скорпиона);
• метасома (заднебрюшие) - задний узкий отдел, из 5 сегментов, резко отграниченный от мезосомы и имеющий подобие хвоста. К последнему сегменту примыкает тельсон - грушевидный членик, оканчивающийся загнутой вверх иглой - акулеусом, на вершине которой помещаются два отверстия ядовитых желез.

Все тело скорпиона покрыто хитиновым панцирем, представляющим продукт выделения лежащего под ним гиподермического слоя. Различают:

• головогрудный щиток - карапакс,
• 7 спинных и брюшных щитков в области мезосомы,
• 5 замкнутых плотных хитиновых колец, соединенных тонкой кожицей в области метасомы.

На брюшной стороне тела к головогруди прикрепляются 6 пар конечностей, из которых 2 передние пары - хелицеры играют роль челюстных органов, тогда как 4 остальные пары служат для передвижения. Хелицеры расположены над ротовым отверстием и по своему положению соответствует первой паре антенн других членистоногих, а по физиологической функции - жвалам, служащих для измельчения пищи. Конечности второй пары - педипальпы - состоят из 6 члеников, последних 2 из которых образуют крупные клешни (хелаты), при помощи них скорпион захватывает добычу. Части педипальп (от проксимального конца - там, где они прикрепляются к телу к дистальному) называются: тазик, вертел, бедро, колено (пателла), голень и лапка.
Педипальпы у скорпионов выполняют так же функции осязания и восприятия (размер и запах добычи), защиты и участия в спаривании.
Из органов чувств у скорпионов относительно развито зрение. На верхней стороне головогруди у них находится от 1 до 6 пар глаз. Одна из них располагается на вершине посреди головогруди и отличается величиной и более сложным строением. Эти глаза называются срединными (медиальными) глазами, тогда как остальные расположены боковыми группами вблизи переднего края и называются боковыми глазами (латеральными). Латеральные глаза играют дополнительную роль и состоят лишь из кутикулярной линзы и одного слоя клеток. Срединные глаза устроены наиболее сложно. Но они не могут дать контрастного изображения, хотя это самые чувствительные органы зрения среди паукообразных. Они представляют собой переход от простого глаза к фасетированному у членистоногих. Несмотря на то, что глаза скорпионов чрезвычайно чувствительны к свету, их разрешающая способность довольно низкая. На красный свет скорпионы и вовсе не реагируют. Но благодаря восприятию самых незначительных световых потоков, скорпионы могут различать контуры окружающего мира в темное время суток.
Но более важную роль во время активной ночной фазы, помимо зрения, играют трихоботрии - многочисленные специализированные тактильные волоски, отходящие от чашевидной ареолы и расположенные на педипальпах, ногах и иногда на поверхности туловища. Связанные напрямую с нервными клетками трихоботрии улавливают воздушные потоки и вибрации, играя важную роль в различных аспектах поведения скорпионов: охоте - помогают локализовать движущуюся жертву (скорпион может уловить взмахи крыльев мотылька, шаги многоножки или паука с расстояния в 20-50 см!), ориентировании, обнаружении хищников. Еще одними важными сенсорными структурами являются хемо- и механосенсорные сенсиллы, широко распространенные по телу скорпионов.
Другие весьма своеобразные органы чувств - так называемые гребневидные органы (щеточки/pectines), имеющие вид пластинки, отороченной на одной стороне зубчиками и, в общем, напоминающей гребень. Они помещаются на вентральной (брюшной) стороне метасомы, вблизи половых отверстий и снабжены в изобилии нервными разветвлениями. Считается, что они выполняют осязательную функцию, а близкое положение к половым органам дополнительно делает их при совокуплении и возбудительными. У самцов они более хорошо развиты, у самок же они более мелкие. По-видимому, гребневидные органы используются самцами для выбора субстрата для откладки сперматофоров («мешочек со спермой»). После удаления щеточек самцы теряют способность откладывать сперматофоры.
Органы дыхания помещаются в мезосоме и представлены легкими, имеющими вид 8 больших воздухоносных мешков, вдающихся в полость тела и открывающихся наружу при помощи узких косых щелей или отверстий, так называемых дыхалец (stigmata). Последние расположены попарно на брюшной стороне мезосомы, с боков в 3-6 сегментах. Легочные мешки скорпиона представляют собой измененные жаброносные конечности.
Выделительные органы еще мало исследованы и состоят из двух длинных и тонких сосудов (мальпигиевых), открывающихся в задний отдел задней кишки. Анальное отверстие находится на вентральной стороне последнего 5 сегмента «хвоста».
Ротовое отверстие располагается также на вентральной стороне.
Все скорпионы раздельнополые. Самки и самцы по наружному виду отличаются лишь величиной (самцы мельче) и размером гребневидных органов (у самцов - крупнее).
Половые органы скорпиона, а точнее половые крышечки, находятся у основания щеточек. Мужские половые органы состоят из одной пары семенников (testes), соединяющихся между собой в срединной линии и открывающихся наружу на брюшной стороне тела в первом сегменте мезосомы. Женские половые органы – яичники (ovarii) помещаются там же. От них отходят яйцеводы (oviducti), расширенные веретенообразно и образующие семенные приемники (receptacula seminis). Два яйцевода соединяются в один непарный выводной проток, открывающийся наружу на брюшной стороне тела в первом сегменте мезосомы. Женское, как и мужское, половое отверстие прикрыто двумя пластинками - генитальной крышечкой, представляющими собой измененные мезосомные конечности и соответствующими (по положению) генитальной или жаберной пластинке мечехвостов. У самцов половые отверстия закрываются 2 разделенными половыми крышечками, у самок данные крышечки сросшиеся. 

Ядовитый аппарат 

Яд скорпионов содержит сильные нейротоксины. Он накапливается в «хвосте» скорпиона, а именно в тельсоне, оканчивающемся загнутой вверх иглой с протоками ядовитых желез. Размер иглы и форма тельсона различаются у различных видов. Ядовитые железы окружены мышцами, при сокращении которых выработанная железами жидкость по протокам поступает на конец иглы тельсона, а оттуда - в тело жертвы. Действующим началом яда скорпионов являются нейротоксические полипептиды с ярко выраженной видовой специфичностью - некоторые (инсектотоксины) действуют на насекомых, действие других направлено на млекопитающих. Кроме того состав яда полиспецифичен - у самцов концентрация белка ниже, а после достижения половой зрелости повышается уровень уникальных пептидов, что свидетельствует об адаптации к успешному размножению, а не к хищничеству или защите.
И вообще, яд - это «дорогое» удовольствие. На производство его скорпион тратит много энергии, его нужно экономить. Поэтому он предпочтет сначала пустить в ход клешни и будет жалить только в крайнем случае - для охоты на крупную добычу или для защиты жизни. Мелкие насекомые умерщвляются простым удерживанием и разрыванием на части. После расходования яда, он долго восстанавливается.
Из 1750 видов скорпионов 50 опасны для человека. Статистика показывает, что за год скорпионы жалят 1,2 миллиона человек в мире, из которых умирает 3250 (0,27%).
Почти все из этих смертоносных скорпионов, за исключением видов Hemiscorpius, принадлежат семейству Buthidae. Но ужалить человека скорпион может только в панике, если он напуган или его случайно придавили.
Скорпионизм - ядовитый укус/укол скорпиона людей и возникающее в процессе отравление, характеризующееся болью, отеком, парестезией. Сначала при укусе скорпиона ощущается лишь малоболезненный укол. В течение нескольких часов ощущается несильная боль, на месте укуса появляется болезненный отек. Всасываясь в кровь, яд вызывает долговременное перевозбуждение нервной системы, при которой больной ощущает беспокойство. Могут появиться сильные головные боли, тошнота, рвота, боли в области желудка и передней брюшной стенки, головокружение, спазмы отдельных групп мышц, раскоординация движений, слюновыделение, ринорея, гипергидроз. Место укуса набухает, краснеет, чешется, болит. Иногда при укусе в нижние части тела у больного появляется вздутие живота, отрыжка, отек в паху или в подмышках. Через некоторое время состояние больного ухудшается. Из глаз начинает течь гнойная жидкость, прямая кишка выступает наружу, отекают половой член и язык, зубы стучат, появляются судороги. У ребенка укус скорпиона может вызвать нарушения в работе дыхательного центра, появляются приступы удушья, судороги.
Компоненты яда некоторых скорпионов, например, хлоротоксин, используются в медицине. Их применяют для диагностики и лечения раковых опухолей, так как они умеют «подсвечивать» раковые клетки, не затрагивая здоровые. 

Жизненный цикл/половое поведение 

Скорпионы отличаются от других наземных членистоногих некоторыми особенностями жизненного цикла, поскольку во многих аспектах их репродуктивная стратегия больше похожа на стратегию высших позвоночных, чем на стратегию членистоногих в целом.
Во время спаривания самцы участвуют в сложном брачном ритуале ухаживания под названием «променад на двоих» (с французского «promenade à deux»), который может длиться до 50 минут. Самец хватает самку за клешни, и они кружат «в танце» вперед и назад, пока он ищет подходящее место для откладывания сперматофора - особой хитиновой структуры с резервуаром спермы для внутреннего оплодотворения.
Такое тип ухаживания наблюдается у нескольких семейств скорпионов. Оно завершается характерным для самцов «сексуальным укусом» с использованием модифицированных ядовитых пептидов, таких как токсины натриевых каналов, которые потенциально успокаивают самку, облегчают передачу спермы и снижают риск каннибализма, который иногда случается у некоторых видов после «свадьбы», когда более крупная самка нападает и убивает более мелкого самца. По сравнению с хищническим / защитным укусом, «сексуальный» укус длится необычайно долго - от нескольких минут до часа. Затем на твердый (чаще) субстрат самец откладывает сперматофор, на внешнем конце которого находится капля клея, которая заякоривает его на этом субстрате, после чего самец отходит назад, как бы вытягивая его из себя. Самка подхватывает его своим половым отверстием. Когда гребневидные органы самки и ее половое отверстие оказываются над сперматофором, половое отверстие самки открывается, сперматофор вскрывается, и сперма попадает в семяприемник, где может храниться довольно долго. 

Скорпионы принадлежат к яйцеживородящим животным - они проходят прямое развитие без метаморфоза, то есть из яйца выходит полностью сформировавшаяся особь. Беременность после оплодотворения может длиться от нескольких месяцев до более чем 2 лет. Яйца меробластические (с большим запасом питательного материала - желтка для зародыша). Обычно в потомстве бывает несколько десятков молодых светлых и мягких скорпиончиков, но в неблагоприятных условиях часть зародышей рассасывается и рождается всего несколько.
Самкам характерна удивительная забота о потомстве, за которой у некоторых видов следует активное социальное поведение. Она носит потомство на себе до 30 дней (до первой линьки молодняка), защищает от хищников, кормит своей добычей. Новорожденные не могут выжить без матери еще и потому, что ее тело регулирует уровень их влажности. Однако в это время возможности самки полноценно охотиться ограничены, а потому в случае голодания она может употребить в пищу одного или нескольких из своих детенышей.
Постэмбриональное развитие - это период от рождения до достижения стадии имаго. У скорпионов оно может длиться очень долго - от 7 до 130 месяцев. Его можно разделить на две фазы:

• предличиночная фаза состоит из одной стадии развития, которая длится с момента рождения до первой линьки, когда личинки остаются на спине матери, и они не могут самостоятельно питаться и жалить. На лапках у них есть присоски вместо коготков, появляющихся только после первой линьки. Продолжительность предличиночной стадии варьируется и составляет обычно от 5 до 25 дней,
• личиночная (ювенильная) фаза наступает после первой линьки, происходящей одновременно у всех предличинок в выводке. В среднем она занимает от 6 до 8 часов. После чего молодые скорпионы разбегаются и начинают жить самостоятельно. В это время среди них может наблюдаться каннибализм, хотя обычно скорпионы в природе избегают друг друга. Эта фаза включает в себя разное количество возрастов, которое зависит от вида.

Взрослая стадия и личиночная фаза

Различия в количестве возрастов могут наблюдаться и у представителей одного вида. В среднем, это - 5-7 линек. Продолжительность каждого возраста у особей из одного выводка может быть разной и зависит от температуры, влажности и наличия пищи. Перед каждой линькой скорпионы становятся малоподвижными и ведут затворнический образ жизни до тех пор, пока не сбросят кутикулу (экзоскелет), что может быть связано с изменением кровяного давления. Кутикула разрывается по бокам и на переднем крае карапакса, а хелицеры, педипальпы и ноги высвобождаются из экзувиев (остатки кутикулы). Тело медленно выходит из экзувиев в течение коротких периодов энергичных движений, которые чередуются с долгими периодами покоя. Обычно этот процесс происходит в укромных местах или ночью. 
Проходя в среднем 7 линек до наступления половозрелости, некоторые виды скорпионов доживают до 25 лет! 

Образ жизни

Большинство скорпионов - асоциальные одиночные животные, избегающие друг друга и взаимодействующие только при рождении, во время размножения или в целях каннибализма. Эти паукообразные ведут ночной образ жизни, охотясь в темноте, а днем и большую часть своей жизни, прячась в укрытиях. Существует 2 типа укрытий для скорпионов: естественные (щели под камнями, трещины в стенах, норы других животных) и норы разной степени сложности, которые скорпионы роют сами. В связи с этим скорпионы делятся на: роющих «земляных» скорпионов и нероющих «колючих» скорпионов.
Скорпионы быстро бегают, загнув метасому вверх и наперед. Но охотятся они достаточно пассивно - если натыкаются на добычу, то пытаются схватить ее клешнями, но если 1-2 раза промахиваются, то перестают преследовать. Когда добыча поймана, скорпион начинает есть сразу или несет в клешнях в свое убежище.

 
 Прием пищи

Питаются скорпионы различными членистоногими: насекомыми, пауками, сухопутными изоподами (мокрицы), многоножками и другими мелкими существами. Скорпион не может переварить твердые части насекомых. Поэтому он выпускает некоторое количество пищеварительного сока на жертву, и поглощает все, что переходит в полужидкое состояние. Членики брюшка скорпиона могут сильно растягиваться, поэтому съесть он может очень-очень много - до 1/3 объема своего тела за один раз. Но благодаря невероятно медленному метаболизму скорпион может прожить до 12 месяцев без пищи, довольствуясь одним-единственным насекомым.
Часто эти арахниды сами являются жертвой других плотоядных животных. Первое место среди охотников на скорпионов занимают сами скорпионы. Эпизоды каннибализма происходят, например, во время контактирования во время тесного проживания. Птицы (например, совы) и мелкие хищники (ежи, мангусты) также активно охотятся на этих членистоногих. Молодых скорпионов так же поедают большие пауки, фаланги, сколопендры.
Обычно скорпионы довольствуются влагой, получаемой с пищей. Плавать не умеют и тонут на глубине, так как вода забивает дыхательные поры.



У скорпионов есть удивительная способность - яркое свечение в темноте под действием ультрафиолетового света - флуоресценция. За это отвечают особые белки - флуорофоры (соединения бета-карболина) в хитине кутикулы, которые переизлучают свет в УФ-диапазоне с большей длиной волны, благодаря чему свечение становится видимым и обретает характерный цвет. Так как светящаяся кутикула скорпионов время от времени обновляется, после линьки, скорпион не светится несколько дней, а затем постепенно восстанавливает эту способность.
До сих пор есть только гипотезы, зачем им нужна флуоресценция. Возможно, это помогает им:

• ориентироваться в лунном свете. При помощи флуоресценции они могут определять природные источники УФ-света, такие как свечение звезд или Луны. Это может помочь скорпиону понять, что он находится на открытом пространстве, и перебраться в укрытие;
• в доказанной возможности ориентироваться на местности по звездам и Луне
• находить друг друга для коммуникации, для поиска партнеров или идентификации своих сородичей.

Свечение скорпиона может быть и вовсе не специальной функцией, имеющей назначение, а - лишь побочным проявлением. 

Легенды и фольклор 

Немногие животные вызывают такое отвращение и имеют такую мрачную славу, как жуткий скорпион.
Этих арахнид изображали еще на гробницах в Древнем Египте. Самым первым известным египетским царем был фараон Скорпион. Как страшное и ужасное существо скорпион упоминается в Талмуде и Библии. До III в. н.э. его изображали на памятниках бога древних персов Митры. Грек Орион, сын бога Зевса, был убит скорпионом, которого создала богиня Артемида, за то, что Орион отверг ее. Скорпионы фигурировали в опытах колдунов, знахарей как важная составная магических снадобий и лекарств восточной медицины. С помощью скорпиона в средние века алхимики надеялись получить золото. Скорпиону посвящен знак зодиака.
О скорпионах Сочинского национального парка читайте в следующей статье.  

Фото: Наталья Елагина