Отряд Жесткокрылые, или Жуки (Coleoptera)

Жуки, или жесткокрылые (Coleoptera) — крупный отряд насекомых, насчитывающий около 25 000 видов, среди которых известны и ядовитые. Токсические вещества, вырабатываемые жуками, как правило, используются ими в качестве средств химической защиты от врагов.

Жуки-нарывники

Класс Насекомые — Insecta

Отряд Жесткокрылые, или Жуки — Coleoptera

Семейство Нарывники, или Майковые — Meloidae

Экология и биология. Ядовитыми свойствами характеризуются представители родов маек (Meloe), шпанских мушек (Lytta), нарывников (Mylabris).

Майки имеют крупное, массивное тело, короткие надкрылья, длинное брюшко. Обычно черные с синеватым отливом или фиолетовые. Весной встречаются на открытых местах. Паразитируют на пчелиных. В России более 40 видов, в том числе Meloe violaceus March.

Майка фиолетовая Meloe violaceuso

Нарывники распространены в Средней Азии и Казахстане, на Кавказе. Надкрылья красные или желтые с черными перевязями, тело обычно черное с металлическим отливом, густо волосистое. Личинки паразитируют на саранчовых. Жуки питаются цветами, реже листьями. Известно свыше 70 видов, в том числе нарывник изменчивый Mylabris variabilis Pall.

Нарывник изменчивый Mylabris variabilis

Шпанские мушки Lytta visicatoria L. встречаются на юге лесной зоны. Жуки имеют металлически зеленое тело с бронзовым блеском, обладают резким и неприятным запахом. Личинки паразитируют на пчелиных.

Шпанская мушка Lytta vesicatoria

Картина отравления. Гемолимфа всех нарывниковых жуков ядовита и в случае опасности они выделяют капельки гемолимфы из отверстий, расположенных между голенями и бедрами ног (кровопрыскание). Однако ежи используют нарывников в пищу без вреда для себя. При раздавливании на поверхности кожи нарывниковые жуки вызывают дерматиты. Наиболее часто поражаются открытые части тела — руки, шея, лицо. Гемолимфа маек, шпанок и нарывников поражает, в основном, устья фолликул, что приводит к образованию папулок с переходом в пустулы и возникновению характерных крупных пузырей. Наличие ран, царапин или увлажнения кожи способствует увеличению всасываемости яда и последующему развитию общих симптомов отравления. В тяжелых случаях возможны гломерулонефриты, циститы. Наблюдается болезненное мочеиспускание.

Первая помощь. При системном отравлении рекомендуется тщательно промыть желудок и кишечник, после чего назначаются обволакивающие средства. При обширных поражениях кожи волдыри вскрыть и продезинфицировать. Важное значение имеет соблюдение профилактических мер в местностях, где обитают нарывники. Лучше всего жуков в руки не брать, а тем более не раздавливать. При специальных работах необходимо пользоваться перчатками, масками, очками.

Химический состав и механизм действия яда. Действующим началом ядовитой гемолимфы нарывников является кантаридин:

кантаридин

Для кошек и собак DL₅₀ кантаридина составляет 1 мг/кг. Попадание жуков или кантаридина в пищеварительный тракт ведет к быстро развивающейся интоксикации. На вскрытии отмечается резкая гиперемия слизистых покровов, образование язв и очагов геморрагии. Диффузные очаги поражения обнаруживаются в печени и почках. Наблюдаемые застойные явления в ЦНС обусловливают нарушения условно-рефлекторной деятельности и развитие параличей у экспериментальных животных. Из 100 г сухих шпанок выход кантаридина составляет 0,3—1,5 г. В прошлом препараты кантаридина использовались для приготовления нарывных пластырей.

Синекрылы — Paederus

Класс Насекомые — Insecta

Отряд Жесткокрылые, или Жуки — Coleoptera

Семейство Стафилиниды — Staphylinidae

Экология и биология. Хищные жуки. Живут по берегам прудов, рек, в болотистых лугах. В России 12—15 видов, в том числе стафилин береговой Paederus riparius с черной головой и синими надкрыльями.

Стафилин береговой Paederus riparius

Картина отравления. Гемолимфа ядовита и при попадании на кожу вызывает папулезный дерматит, поражающий глубокие слои кожи без обильного выделения серозной жидкости. Обычно раздавливают жука, ползающего по открытым частям тела, часто во сне. Папулезный дерматит выражен в первые сутки и стихает через 3—4 дня. При попадании гемолимфы в глаза возможны конъюнктивиты, блефарит.

Первая помощь. Рекомендуются примочки теплым раствором борной кислоты.

Химический состав и механизм действия. Действующим началом гемолимфы является педерин:

педерин

Кроме педерина биологической активностью обладают его производные псевдопедерин, педерон и др. Педерин способен блокировать синтез белка в цитоплазме эукариот. При попадании педерина в пищеварительный тракт наблюдаются энтериты. Почки поражаются в меньшей степени, чем при отравлении кантаридином.

Колорадский жук — Leptinotarsadecemlineata Say.

Класс Насекомые — Insecta

Отряд Жесткокрыле, или Жуки — Coleoptera

Семейство Листоеды — Chrysomelidae

Экология и биология. Небольшие жуки длиной 9—12 мм. Тело окрашено от грязно-желтого цвета до светло-желтого. Голова с черными пятнами. Надкрылья с черными полосами. Обычен на пасленовых. Опасный вредитель картофеля.

Картина отравления. Гемолимфа ядовита для беспозвоночных и позвоночных животных. У домашней мухи при введении 1 мкл гемолимфы жука наступает смерть в течение 1 ч. Введение лиофилизированной гемолимфы мышам в дозе 25 мг/кг вызывает контрактуру мышц живота в месте инъекции, адинамию, затруднение дыхания. Перед смертью развиваются судороги, вращательные движения. Сердце останавливается в диастоле. У крыс наблюдается прогрессивное снижение температуры тела вплоть до момента смерти. Гематокрит увеличивается на 45— 70 %, в 2 раза повышается содержание мочевины в сыворотке крови и значительно возрастает активность аспартатаминотрансферазы и лактатдегидрогеназы. Нарушается электролитный баланс плазмы в сторону гиперкалиемии и гиперкальциемии.

Химический состав и механизм действия яда. Активным началом яда является белок с M_r ~55 000, названный β-лептинотарзином. В гемолимфе близкого вида Leptinotarsa haldemani содержится токсин, названный β-лептинотоксином-h. Лептинотарзин не аккумулируется с пищей, а является естественным белком гемолимфы жука. К действию протеолитических ферментов токсин довольно устойчив, однако инкубация с гомогенатом тела колорадского жука полностью его инактивирует. По-видимому, в теле жука имеется детоксицирующая система. Лептинотарзин оказывает действие на нервно-мышечную передачу у позвоночных. В концентрациях 10^-11 — 10^-10 моль/л лептинотоксин-h усиливает вход в Ca²⁺ в синаптосомы мозга крысы, а также способен высвобождать медиаторы из предварительно нагруженных синаптосом. Этот эффект наблюдается и в бескальциевой среде, но кальций его ускоряет.

Под действием лептинотоксина-h в синаптосомах наблюдается слияние везикул, образование крупных складок мембраны. В нейросекреторных клетках отмечено уменьшение количества секреторных гранул. По-видимому, токсин стимулирует процесс экзоцитоза. Гемолимфа колорадского жука малотоксична (DL₅₀ ~1000 мг/кг) при приеме внутрь для позвоночных животных. С другой стороны, имаго и личинка имеют апосематическую окраску, предупреждающую хищника о возможной несъедобности. В биологической роли лептинотарзина еще предстоит разобраться. Во всяком случае, сочетание ядовитой гемолимфы с наличием ферментных систем эффективно детоконсицирующих ксенобиотики, в том числе инсектициды, во многом объясняют его широкое распространение.

Другие виды жуков. Феномен кровопрыскания токсичной гемолимфы применяют не только нарывники, но и другие жуки. Всем хорошо известные божьи коровки (сем. Coccinellidae) при опасности выделяют из суставов капельки окрашенной гемолимфы, имеющей для человека противный вкус, который ей придают горькие алкалоиды адален и кокцинеллин. Водные растворы гемолимфы божьих коровок при инъекциях токсичны для позвоночных и беспозвоночных животных. Однако токсичность при контактном способе зависит от состояния кожи. При втирании в кожу человека гомогената из бахчевой коровки Epilachna chrysomelina ярко выраженный дерматит наблюдается только при предварительном поражении кожи, тогда как неповрежденная кожа устойчива к действию гемолимфы. Жуки-бомбардиры (Brachinus) являются прекрасным примером использования принципа ферментативного катализа для целей химической защиты. При возникновении опасности жук-бомбардир подворачивает брюшко и из пары отверстий, расположенных на его кончике, выпускает во врага едкую струю, сопровождающуюся звуком резкого хлопка. Брюшко весьма подвижно и жук может «стрелять очередями». Ядовитый аппарат жука-бомбардира состоит из железы, соединенной протоком с резервуаром, в котором накапливаются водные растворы пероксида водорода и гидрохинонов. Через узкий проток, снабженный мускульным сфинктром, эти вещества попадают в наружную камеру, сообщающуюся с внешней средой. Клетки стенок наружной камеры секретируют ферменты каталазу и пероксидазу. Порция субстрата (гидрохинон, метилгидрохинон, пероксид водорода) выдавливаются в наружную камеру, где мгновенно протекает взрывная реакция. Каталаза разлагает пероксид водорода на воду и молекулярный кислород, а пероксидаза окисляет гидрохиноны до соответствующих хинонов:

Под давлением образующихся газов смесь выстреливается в виде аэрозоля при температуре — 100°С.

Бахчевая коровка Epilachna chrysomelina

Жук-бомбардир Brachinus crepitans

Ядовитый аппарат жука-бомбардира: 1 — железа; 2 — проток; 3 — резервуар; 4 — мышечный сфинктр; 5 — наружная камера; 6 — отверстие наружной камеры

Путем выбрызгивания едких или токсичных веществ защищаются многие жуки. Например, чернотелки и жужелицы выделяют бензохиноны и толухиноны. Жуки-плавунцы Dytiscus выделяют млечную жидкость, содержащую 11-дезоксикортикостерон, предшественник альдостерона у позвоночных животных. Под его влиянием у рыб развивается нарушение водно-солевого обмена и осмотического баланса вплоть до состояния шока.