Рукокрылые

Рукокрылые
Corynorhinus townsendii
Научная классификация
промежуточные ранги Домен:  Эукариоты Царство:  Животные Подцарство:  Эуметазои Без ранга:  Двусторонне-симметричные Без ранга:  Вторичноротые Тип:  Хордовые Подтип:  Позвоночные Инфратип:  Челюстноротые Надкласс:  Четвероногие Класс:  Млекопитающие Подкласс:  Звери Инфракласс:  Плацентарные Надотряд:  Laurasiatheria Отряд:  Рукокрылые
Международное научное название
Chiroptera Blumenbach, 1779
Подотряды и семейства
Крыланы Pteropodidae Летучие мыши Футлярохвостые Мышехвосты Свиноносые Подковоносые Щелемордые Копьеносые Гладконосые летучие мыши Бульдоговые летучие мыши Antrozoidae Клейконогие Розетконогие Присосконогие Дымчатые летучие мыши Рыбоядные летучие мыши Футлярокрылые Подбородколистые Листоносые
Систематика на Викивидах Изображения на Викискладе ITIS   179985 NCBI   9397 EOL   15503956

Рукокры́лые (лат. Chiroptera) — отряд плацентарных млекопитающих, единственный, представители которого способны к активному полёту. Это второй по величине (после грызунов) отряд млекопитающих, включает 1200 видов. Их исследованию посвящена наука хироптерология. Систематически рукокрылые близки к насекомоядным.

Происхождение и эволюция

Pteropus conspicillatus в Австралии

Ископаемые останки рукокрылых известны из отложений раннего эоцена США.

По современным данным рукокрылые появились не позднее раннего эоцена ^[1] и уже тогда заняли экологическую нишу ночных охотников воздушных пространств. Ископаемые останки, относящиеся к миоцену, свидетельствуют о мощной видовой радиации рукокрылых в эту эпоху. Но в целом, рукокрылые — одна из самых редких среди млекопитающих в палеонтологической летописи.

Вопрос о том, как именно рукокрылые произошли от наземных предков, волнует биологов уже не одно десятилетие. Хотя многие из рукокрылых на земле чувствуют себя неуверенно, есть виды, которые быстро бегают, опираясь на сгибы крыльев. Встречаются и умеющие плавать и взлетать с воды.

В феврале 2007 года в Вайоминге Марге и его коллеги открыли два ископаемых экземпляра неизвестного ранее вида, названного Onychonycteris finneyi. Это самая примитивная летучая мышь из известных. Этот вид заполняет пробел между современными рукокрылыми и наземными млекопитающими. Сильно удлинённые пальцы и форма грудной клетки говорит о том, что он был способен к активному полёту. В то же время сохранились относительно длинные задние конечности и когти на всех пяти пальцах — наследие наземных предков. Onychonycteris лишён характерных признаков эхолокации, и это свидетельствует о том, что полёт развился у летучих мышей раньше эхолокации^[2].

Распространение

Рукокрылые распространены очень широко. Кроме тундры, приполярных районов и некоторых океанических островов они есть везде. Более многочисленны в тропиках. Рукокрылые являются эндемичными видами на многих океанических островах в отсутствие наземных млекопитающих, так как способны преодолевать большие расстояния над морем.

Плотность расселения летучих мышей в средних широтах — 50—100 на квадратный километр, в Средней Азии — до 1000. При этом до северной границы тайги простираются ареалы не более двух или трёх видов (представителей семейства обыкновенные летучие мыши, в южной части США и Средиземноморья видов насчитывается уже несколько десятков, а в долине Конго и Амазонки — несколько сотен видов. Причиной такого резкого увеличения числа видов являются высокая плотность рукокрылых в тропиках и обострение вследствие этого их конкурентных взаимоотношений.

В Москве летучие мыши регулярно встречаются не только в окраинных лесопарках, но даже зимуют в здании университета на Ленинских горах.

В фауне России насчитывается около 40 видов рукокрылых.

Описание

Рукокрылые чрезвычайно разнообразны, они населяют все континенты Земли, за исключением Антарктиды, составляют 1/5 от общего числа ныне живущих видов млекопитающих. Основной способ передвижения — машущий полёт, особенность, которая позволяет им пользоваться ресурсами, недоступными другим млекопитающим.

Размеры рукокрылых — мелкие и средние: 2,5—40 см. Передние конечности превращены в крылья, но существенно иным образом, чем у птиц. Все пальцы «рук», кроме первого, у рукокрылых сильно удлинены и вместе с предплечьем и задними конечностями служат каркасом для кожной перепонки, образующей крыло. У большинства видов есть хвост, который обычно также охвачен летательной перепонкой. Перепонка пронизана сосудами, мышечными волокнами и нервами. Она может принимать существенное участие в газообмене рукокрылых, поскольку имеет значительную площадь и достаточно малый аэрогематический барьер^[3]. В холодную погоду рукокрылые могут заворачиваться в свои крылья, как в плащ. Кости рукокрылых мелкие и тонкие, что является приспособлением к полёту.

Голова с широкой ротовой щелью, маленькими глазами и крупными, иногда сложно устроенными ушными раковинами с кожным выростом (козелком) у основания слухового прохода. Волосяной покров густой, одноярусный. Кожная перепонка покрыта редкими волосками. Локтевая и часто малая берцовая кость рудиментарны; лучевая кость удлинена и искривлена, длиннее плечевой; хорошо развита ключица; плечевой пояс более мощный, чем пояс задних конечностей. Грудина имеет небольшой киль. В связи с питанием животными или мягкими плодами пищеварительный тракт лишь в 1,5—4 раза превышает длину тела, желудок простой, слепая кишка часто отсутствует.

Сенсорные органы

Органы осязания разнообразны и, кроме обычных осязательных телец и вибрисс, представлены многочисленными тонкими волосками, разбросанными по поверхности летательных перепонок и ушных раковин. Зрение слабое и для ориентировки имеет малое значение. Слух исключительно тонкий. Диапазон слышимости огромный, в пределах от 12 до 190000 Герц.

Для ориентации в пространстве многие виды рукокрылых используют эхолокацию: издаваемые ими ультразвуковые импульсы отражаются от предметов и улавливаются ушными раковинами. В полёте летучие мыши издают ультразвуки с частотой от 30 до 70 тыс. Гц. Звуки издаются прерывисто, в виде импульсов длительностью 0,01—0,005 секунды. Частота импульсов изменчива в зависимости от расстояния между зверьком и препятствием. При подготовке к полёту зверёк издаёт от 5 до 10, а перед препятствием — до 60 импульсов в секунду. Отражённые от препятствия ультразвуки воспринимаются органами слуха зверька, что и обеспечивает ориентировку в полёте ночью и добычу летающих насекомых. Интенсивность звуков у малайской летучей мыши равняется 145 децибелам^[4].

Кроме ультразвука, летучие мыши пользуются и обычными звуковыми сигналами, в основном для общения. Эти звуки обычно лежат на пороге человеческого восприятия. Дети слышат цвирканье и писк большинства видов, пожилые люди — лишь немногих.

Полёт

Крыло с тенью от головы зверька

Основная статья: Полёт рукокрылых

Скелет крыла летучей мыши состоит из сильно удлиненных костей предплечья и пальцев, поддерживающих и натягивающих тонкую эластичную перепонку крыла. Перепонка продолжается до задних конечностей, которые несколько меньше, чем у наземных млекопитающих аналогичного размера. Кожная летательная перепонка натянута между вторым-пятым пальцами передних конечностей, предплечьем, плечом, боками тела, задними конечностями и хвостом. Короткий первый палец передних конечностей имеет коготь. Многие летучие мыши имеют также хвостовую перепонку между задними конечностями. Уникальная кость, называемая шпорой, отходит от пятки и поддерживает заднюю кромку перепонки. Совершая движения пальцами, руками, ногами и шпорами, летучие мыши могут управлять своими крыльями бесчисленным количеством способов, что делает их превосходными летунами.

Вопреки распространённому мнению рукокрылые могут взлетать не только с высоко расположенных пунктов (потолка пещеры, ствола дерева), но и с ровной земли и даже с водной поверхности. В этом случае взлёт начинается с прыжка вверх, происходящего в результате сильного порывистого движения передних конечностей.

Худшие летуны — крыланы и примитивные кожаны: их крылья широкие, с почти округлёнными концами, а плечевой сустав одинарный. У остальных видов возникает вторая суставная поверхность, на которую опирается особый вырост плечевой кости. У лучших летунов — бульдоговых летучих мышей — крылья длинные, серпообразные изогнутые.

Мускулатура крыла летучих мышей расположена иначе, чем у птиц. У птиц крыло поднимает подключичная мышца, а опускает — большая грудная; обе мышцы прикреплены к грудине. У летучих мышей крыло поднимают несколько мелких мышц, а опускают три мускула; из них только грудной мускул прикрепляется к грудине^[5]. Теплоотдача с относительно большой поверхности крыльев сокращается тем, что её температура из-за слабого кровоснабжения примерно на 7—9 °C ниже температуры тела.

Приземление вниз головой

Все 1200 видов рукокрылых владеют тактикой приземления вниз головой. По данным доктора Даниэла Рискина (англ. Daniel K. Riskin) из Университета Брауна (Провиденс, США), впервые такие приемы появились у летучих мышей ещё 50 миллионов лет назад.

Рукокрылое, висящее на своде пещеры

Завершение полета связано с особым риском — нужно сбросить скорость, но не упасть. Птицы сбрасывают скорость перед приземлением с помощью крыльев, но летучие мыши завершают полет, выполняя специальные манёвры, получившие название тактики «четыре касания» и «два касания». Чтобы благополучно приземлиться на поверхность вниз головой, они выполняют сложнейшие акробатические трюки. Дополнительная сложность заключается в том, что у летучих мышей самые легкие и хрупкие кости среди всех млекопитающих, что является приспособлением к полету для уменьшения массы тела и смещения центра тяжести. Но эта адаптация усложняет посадку: конечности испытывают большую ударную нагрузку и могут быть повреждены. Работая над корректировкой негативных эффектов в ходе эволюции, летучие мыши стали максимально сокращать нагрузку на кости при приземлении и научились разным приемам акробатики. Различные виды летучих мышей используют различные тактики.

Команда хироптерологов под руководством доктора Даниэла Рискина выяснила, каким образом рукокрылые благополучно приземляются вниз головой на горизонтальные поверхности. Для проведения эксперимента были взяты выращенные в неволе рукокрылые видов малайский коротконосый крылан (Cynopterus brachyotis), очковый листонос (Carollia perspicillata) и землеройкообразный длинноязыкий вампир (Glossophaga soricina), предоставленные одной из лабораторий Гарвардского университета. Учёные сконструировали специальное закрытое помещение, поместив на потолке решётку, на которую летучие мыши могли приземляться. Затем туда поочерёдно запускались подопытные животные, а их полёты и приземления фиксировала скоростная камера.

Тактика «четырёх касаний» была зафиксирована у малайского коротконосого крылана. Коротконосые крыланы подлетали к потолку с расправленными крыльями. Как только происходило соприкосновение с потолком, конечности вытягивались, и животные хватались за решётку большими пальцами передних конечностей одновременно с пальцами задних конечностей. Затем они совершали кувырок назад через голову и повисали вниз головой. При таком приземлении мышь испытывает четырёхкратные перегрузки. Иногда при таком приземлении рукокрылые даже ударялись головой о потолок. Летучие мыши, применяющие такую тактику, чаще приземляются на деревья, поскольку питаются растительной пищей. Эта среда сама по себе не такая жесткая, как каменные стены пещеры.

Тактика «двух касаний» используется очковым листоносом и землеройкообразным длинноязыким вампиром. Они подлетали перпендикулярно к поверхности решётки, но в самый последний момент отклонялись вправо или влево. А затем хватались за решётку, но уже только пальцами задних конечностей. Такое приземление гораздо более плавное, а перегрузки при ударе составляют всего одну треть веса тела животного. Тактика применяется насекомоядными летучими мышами и вампирами, которые приземляются на каменные стены пещер. По мнению Даниэла Рискина, такие летучие мыши имеют эволюционное превосходство, поскольку при приземлении испытывают гораздо меньшую силу удара^[6]

Образ жизни

Некоторые летучие мыши днюют в щелях сараев и на чердаках

Другие, как эти летучие лисицы, спят на ветвях деревьев, закутавшись в крылья

Myotis lucifugus

Многие рукокрылые — ночные или сумеречные животные. Некоторые виды зимой впадают в спячку, другие мигрируют.

Питание

В период бодрствования обмен веществ идёт весьма интенсивно, и нередко за сутки летучие мыши съедают пищи по массе в размере, равном примерно массе собственного тела.

Питаются рукокрылые насекомыми (большинство летучих мышей насекомоядны, таких около 625 видов), фруктами (260 видов) или рыбой, разные виды специализируются на разной пище. Встречаются и хищники, питающиеся в основном мелкими позвоночными (птицами, грызунами, земноводными, рептилиями и рукокрылыми) — некоторые представители семейств копьеносых (Megadermatidae), щеломордых (Nycteridae) Старого Света и листоносых (Phyllostomidae) Нового Света ^[7]. Иногда охотятся на мелкую рыбу и водных членистоногих отдельные виды семейств рыбоядных летучих мышей (Noctilionidae, Noctilio leporinus) и Гладконосые летучие мыши (Vespertilionidae, Myotis vivesi, Myotis adversus).

Американские вампиры из семейства Phyllostomidae (три вида из тропиков Нового Света) нападают на крупных животных, резцами срезают кусочки кожи и слизывают кровь. Например, кровью птиц питаются Diaemus youngi и Diphylla ecaudata, а кровью млекопитающих — Desmodus rotundus.

Виды, питающиеся фруктами, могут приносить заметный ущерб садоводству. К преимущественно фруктоядным и нектароядным формам относится около 260 видов Chiroptera (Крыланы Старого Света и несколько подсемейств Phyllostomidae Нового Света^[8]).

Геофагия

Рукокрылые прибегают к геофагии — поеданию грязи и вылизыванию камней, чтобы нейтрализовать действие растительных ядов, которые по неосторожности съедают вместе с фруктами. Без помощи природных «нарзанов» рукокрылые способны выжить сами, но не могут защитить от ядов детёнышей.

Исследования, выполненные на летучих мышах международной командой зоологов под руководством Кристиана Фойгта из берлинского Зоологического института имени Лейбница, показали, что в список функций минералов как биологически активных веществ входит также детоксикация (в зелёных частях плодов в большом количестве образуются растительные яды). Учёные решили проверить, как летучие мыши решают эти проблемы с помощью лизунцов, которые в тропиках зачастую сочетаются с выходом на поверхность минеральной воды.

Для этого зоологи отлавливали фруктоядных летучих мышей вида Artibeus obscurus и всеядных Carollia perspicillata, способных питаться и фруктами, и насекомыми. Вылов и забор небольших кусочков ткани крыла осуществляли как просто в джунглях Амазонки, так непосредственно рядом с минеральными лизунцами. После этого в биологическом материале исследовали содержание изотопов азота и минералов, что характеризовало частоту визитов к источникам. Было установлено, что фруктоядные рукокрылые посещали источники минеральных веществ значительно чаще, чем всеядные, но только в период беременности и выкармливания детёнышей. При этом содержания минералов в тканях будущих матерей было более чем достаточно, чтобы поддерживать себя в форме и растить потомство. Это не мешало им пить богатую солями воду и есть насыщенную грязь, которые, ко всему прочему, неплохо компенсировали действие растительных токсинов — алкалоидов, гликозидов и разнообразных кислот, которые спелые фрукты содержат в избытке. Однако если на взрослую особь яды практически не действуют, то с детёнышами ситуация иная. Поэтому рукокрылые в период беременности и кормления интенсивнее очищают свой организм от токсинов, чтобы обезопасить потомство.

Размножение

У коротконосых крыланов зарегистрирован оральный секс. 70 % самок, наблюдаемых в ходе эксперимента, лизали половой член партнёра перед совокуплением, что приводило к увеличению времени полового акта примерно в два раза^[9].

Чаще всего самка рождает только одного, голого и слепого детёныша. Иногда, пока детеныш ещё маленький, он летает с матерью на охоту, крепко уцепившись за её шерсть. Впрочем, этот способ скоро становится недоступным для них, потому что детёныши быстро растут.

Миграции

Летучие мыши совершают длительные перелеты на зимовки, порой в общих смешанных стаях вместе с насекомоядными птицами. В умеренных широтах рукокрылые совершают сезонные миграции.

О дальних перелетах летучих мышей упоминается в зоологической литературе XIX века.

Значение

Летучие мыши играют важную роль в экосистемах, так как в большом количестве потребляют насекомых-вредителей сельского и лесного хозяйства, и возбудителей опасных болезней (малярия, лейшманиоз и др.). Но известно, что они также являются переносчиками опасных для человека вирусов, в том числе и бешенства^[10]. Недавно для некоторых рукокрылых (прудовых ночниц и северного кожанка) был впервые на Урале описан феномен формирования локальных очагов радиоактивного загрязнения местности^[11].

В малолесных районах центра европейской части СССР истребление летучими мышами вредителей леса на 10 % ускоряло его рост.

Рукокрылые в культуре

Основная статья: Рукокрылые в культуре

Рукокрылые, в первую очередь летучие мыши, в Европе с давних времён имеют дурную славу. Их изображают в качестве классической свиты для ведьм и колдунов.

Но на Востоке рукокрылых считают символом радости и счастья; слова «летучая мышь» и «счастье» на китайском языке имеют одно звучание.^{[источник не указан 356 дней]}

В Южной Америке древние инки использовали мех летучих мышей для украшения одежды, носить которую имели право только члены царствующей фамилии.

Угроза видам и охрана

Рукокрылых часто уничтожают несведущие люди, подростки и дети, не имеющие представления о значении зверьков. Опасность для летучих мышей представляют ветряки, наносящие им баротравму при их попадании в область пониженного давления у конца лопастей^[12].

Организации охраны рукокрылых способствуют сведения о местах их скоплений, случаях массовой гибели, встречах с окольцованными зверьками, массовом сезонном перелёте и подобном.

На первом Всесоюзном совещании по рукокрылым в 1974 году в Ленинграде было признано необходимым проведение активной пропаганды среди широких слоев населения значения и охраны рукокрылых с использованием для этого всех СМИ.

Исследование рукокрылых

Рукокрылые стали привлекать внимание учёных в начале XX века. В 70-80-х годах в СССР прошло три всесоюзных совещания по рукокрылым, где обсуждались особенности эхолокации летучих мышей, сложнейшие биохимические процессы в центральной нервной системе рукокрылых, меры по улучшению охраны рукокрылых, вопросы классификации и др.

Возникла также дискуссия по поводу названия «летучие мыши». Отдельные специалисты показывали его неправильность, ссылаясь на отсутствие родства между рукокрылыми и грызунами. Ранее термин «летучие мыши» обозначал весь отряд, а не подотряд; советский комитет по зоологической номенклатуре решил, что, во избежание путаницы, за отрядом нужно оставить его старое наименование — «рукокрылые».

Классификация

Рукокрылые делятся на два подотряда: крыланы (одно семейство) и летучие мыши (17 семейств). Ранее высказывались предположения, что эти группы развивались независимо, и их сходство конвергентно, но последние генетические исследования показывают, что у них был общий летающий предок. Следовательно, объединение их в один отряд закономерно.

Отдельных видов рукокрылых — более 900.

Отряд рукокрылых раньше группировали вместе с шерстокрылами, тупайеобразными и приматами в надотряд Archonta. По современным взглядам, рукокрылые относятся к надотряду Laurasiatheria.

Лавразиотерии/Laurasiatheria	Насекомоядные/Eulipotyphla    Ferungulata       Pegasoferae     Рукокрылые/Chiroptera    Zooamata       Ferae     Хищные/Carnivora  Панголины/Pholidota  Непарнокопытные/Perissodactyla      Китопарнокопытные/Cetartiodactyla

Систематика рукокрылых

• Подотряд крыланы (летучие собаки или летучие лисицы) Megachiroptera
  • Pteropodidae
• Подотряд летучие мыши, Microchiroptera
  • Надсемейство Emballonuroidea
    • Футлярохвостые (Emballonuridae)
  • Надсемейство Rhinopomatoidea
    • Мышехвосты (Rhinopomatidae) — син.: ланцетоносы
    • Свиноносые (Craseonycteridae)
  • Надсемейство Rhinolophoidea
    • Подковоносые (Rhinolophidae)
    • Щелемордые (Nycteridae)
    • Копьеносые (Megadermatidae) — син.: ложные вампиры
  • Надсемейство Vespertilionoidea
    • Гладконосые (Vespertillionidae) — син.: обыкновенные летучие мыши, или кожановые
  • Надсемейство Molossoidea
    • Бульдоговые летучие мыши (Molossidae) — син.: складчатогубые
    • Бледные гладконосы (Antrozoidae)
  • Надсемейство Nataloidea
    • Клейконогие (Natalidae) — син.: воронкоухие
    • Розетконогие (Myzopodidae)
    • Присосконогие (Thyropteridae)
    • Дымчатые летучие мыши (Furipteridae)
  • Надсемейство Noctilionoidea
    • Рыбоядные летучие мыши (Noctilionidae) — син.: зайцегубые
    • Футлярокрылые (Mystacinidae)
    • Подбородколистые (Mormoopidae)
    • Листоносые (Phyllostomatidae)

Примечания

1. ↑ (Jepsen, 1966; Russel, Louis et al., 1973)
2. ↑ Встать на крыло. Биология. В мире науки
3. ↑ И. М. Ковалева, Л. А. Тараборкин Вклад кожи летательных перепонок в общий газообмен у рукокрылых (Сhiroptera) // Доклады Национальной академии наук Украины. — 2007. — № 9. — С. 140-145. [1]
4. ↑ рукокрылые летуны, летучие мыши (Microchiroptera), рукокрылые, лисоносые мыши, мессиво, мыши, эхолокационная система, дупло, отражение, расстояние, охотник, жертва, среда обит …
5. ↑ Наумов Н. П., Карташев Н. Н. 2 // Зоология позвоночных. Пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие: Учебник для биологических специальностей университетов. — Москва: «Высшая школа», 1979. — 175 с.
6. ↑ Раскрыты секреты приземления летучих мышей  (рус.). chiroptera.ru. Архивировано из первоисточника 22 августа 2011. Проверено 7 января 2011.
7. ↑ (Nowak, 1994)
8. ↑ Nowak, 1994
9. ↑ Шнобелевка-2010: бактерии в соплях китов и бородах учёных  (рус.). Membrana (1 октября 2010). Архивировано из первоисточника 22 августа 2011. Проверено 1 октября 2010.
10. ↑ (Ботвинкин, 1990; Зоря, 2002)
11. ↑ (Tarasov, Martijushov, 1995; Орлов, 2000; Тарасов, 2000)
12. ↑ Ветряки опасны для летучих мышей  (рус.). mindhobby.com. Архивировано из первоисточника 22 августа 2011. Проверено 7 января 2011.

Литература

• Кузякин А. П. Летучие мыши (Систематика, образ жизни и польза для сельского и лесного хозяйства). — М.: Советская наука, 1950. — 443 с.
• Поздняков А. А. 2010. Этимология русских названий рукокрылых. — Первые международные Беккеровские чтения (22—27 мая 2010 года). — Волгоград. — С. 362—364.
• Соколов В. Е. Систематика млекопитающих. Т. 1. (отряды: однопроходных, сумчатых, насекомоядных, шерстокрылов, рукокрылых, приматов, неполнозубых, ящеров). — М.: Высш. школа, 1973. — 432 с.
• Биологический энциклопедический словарь под редакцией М. С. Гилярова и др. — М.: изд. Советская Энциклопедия, 1989.
• Мосияш С. С. Летающие ​ночью. — М.: Знание, 1985. — С. 160.
• Тарасов О. В. Радиоэкология наземных позвоночных головной части Восточно-Уральского радиоактивного следа: Автореф. дис. канд. биол. наук. — Озерск, 2000.
• Наумов Н. П., Карташев Н. Н. Зоология позвоночных. — Ч. 2. — Пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие: Учебник для биолог. спец. ун-тов. — М.: Высш. школа, 1979. — 272 с., ил.

Ссылки

• Российская Рабочая Группа по Рукокрылым
• chiroptera.ru — сайт о рукокрылых
• Газета. RU «Грязь расправляет крылья»