Жуки, или Жесткокрылые — самый разнообразный и богатый видами отряд класса Насекомых (Insecta). Уже сейчас их описано более 250 000 видов, но ежегодно к этому числу добавляются тысячи ранее неизвестных видов. На территории стран бывшего СССР известно более 20 000 видов жуков.

Взрослые жуки легко отличаются от других насекомых по наличию двух твёрдых надкрылий, которые прикрепляются к среднегруди и в покоящемся состоянии лежат на спинке, закрывая собою среднегрудь, заднегрудь и брюшко. Под ними спрятана пара перепончатых крыльев, прикрепленных к заднегруди и служащих для полета. Высшим насекомым вообще свойственны две пары крыльев, которые типически сохраняются у бабочек, перепончатокрылых, сетчатокрылых, стрекоз, веснянок и подёнок. У жуков первая пара крыльев превращена в твёрдые надкрылья, почему всю группу этих насекомых и объединяют в отряд Жесткокрылых (Coleoptera).

У некоторых групп жуков надкрылья иногда сильно укорачиваются и почти не прикрывают брюшко. Тогда перепончатые крылья либо еще сильнее складываются и все-таки прячутся под надкрыльями, либо лежат открыто на поверхности брюшка. Некоторые жуки, наоборот, утрачивают вторую пару крыльев и неспособны летать. Этих жуков часто называют бескрылыми, хотя первая пара крыльев — надкрылья — у них всегда сохраняется. Надкрылья бескрылых видов иногда срастаются.

На голове у жуков сидят фасеточные (сложные) глаза, которые отсутствуют лишь у тех видов, которые постоянно живут в темноте — в пещерах, термитниках, муравейниках.

Впереди глаз прикрепляются усики, в большинстве случаев состоящие из 11 члеников. Членики усиков могут быть однообразными, тонкими и длинными — тогда усики называются нитевидными. Иногда несколько последних члеников утолщаются и образуют округлую булаву (булавовидные усики). Иногда же, наоборот, они переходят в плоские боковые выросты, как это наблюдается у пластинчатоусых жуков. Если эти выросты не собраны в булаву, а имеются на всех члениках, усики напоминают гребешок и называются гребенчатыми.

Рис. 1. Наружное строение жуков: А, Б — жук-скакун сверху и снизу: 1 — верхние челюсти, 2 — щупики нижних челюстей, 3 — сложные глаза, 4 — усики, 5 — переднеспинка, 6 — переднегрудь, 7 — среднегрудь, 8 — надкрылье, 9 — крыло, 10 — заднегрудь, 11 — ноги, 12 — брюшко; В — типы усиков жуков: 1 — нитевидный, 2 — гребневидный, 3 — булавовидный, 4 — пластинчатый, 5-8 — неправильные

Ротовые органы у жуков — грызущего типа. Основными орудиями размельчения пищи являются их верхние челюсти, называемые часто жвалами или мандибулами. Иногда они превращаются в украшения, достигая у самцов необычайного развития.

Надкрылья и крылья жуков прикреплены к средне- и заднегруди. Переднегрудь образует широкое кольцо, верхняя часть которого носит название переднеспинки. Снизу к трем грудным сегментам прикрепляются три пары ног, которые у жуков чрезвычайно разнообразны. Обычно они длинные, бегательные, у водных форм — плавательные, у обитающих в почве — копательные; иногда задние ноги увеличиваются в размерах, их бедра утолщаются — ноги становятся прыгательными. Заканчиваются ноги лапками, членики которых снизу несут подушечки, а у некоторых видов — присоски.

Обычно жуки ярко и красиво окрашены, часто в металлически синие или зеленые тона. У многих видов имеются дополнительные скульптурные украшения в виде придатков на голове и усиках или своеобразных выступов и выростов на надкрыльях. Некоторые жуки формой тела и окраской подражают другим насекомым, чаще всего перепончатокрылым.

Громадное большинство представителей отряда — обитатели суши, заселившие самые разнообразные местообитания; жуки встречаются в лесах и на лугах, в пустынях и болотах, в долинах и высоко в горах.

Трудно сказать, какая трофическая группа преобладает в отряде — потребители растительных тканей или хищники. Но паразитов среди жуков немного.

Основные запасы питательных веществ, обеспечивающих жизнь и размножение взрослой стадии, накапливаются личинкой. Однако для большинства жуков необходимо также дополнительное питание молодых самок и самцов, в процессе которого жуки окончательно созревают. Нередко вслед за откладкой первой партии яиц самка вновь начинает питаться, обеспечивая накопление необходимых запасов для дальнейшего размножения.

Необычайно велика приспособляемость жуков к самым различным условиям жизни.

Отсутствие воды в пустынях для многих животных является непреодолимым препятствием, однако и здесь жуки оказываются самой обильной группой среди обитателей этих пространств. Приспособления к строжайшей экономии воды позволяют пустынным жукам существовать за счет той воды, которая поглощается ими при питании живыми тканями растений, а также образуется в результате обмена веществ в их организме. Днем, спасаясь от палящих лучей солнца, жуки пустыни зарываются в почву, ночью же ведут активную жизнь.

В лесной зоне, наоборот, влаги вполне достаточно, но тепла не хватает, и поэтому солнечная погода является одним из наиболее важных условий дневной активности многих насекомых, в том числе и жуков. Лесные виды этого отряда примечательны в другом отношении — они смогли успешно приспособиться к развитию в тех средах, которые для большинства других насекомых оказались недоступными. Характерно, например, что в мертвой древесине, особенно на начальных этапах ее разложения, все ее обитатели почти исключительно личинки жуков. Интересно, что здесь встречаются не только те виды, чьи личинки способны питаться древесиной, основные компоненты которой — клетчатка и лигнин перевариваются с большим трудом. Многие жуки, обитающие в древесине, используют ее не как пищу, а только как среду для разведения грибков, которые специально заносятся в древесину самками при откладке яиц и в дальнейшем служат пищей личинкам.

У древоядных жуков выработались сложные инстинкты заботы о потомстве, которые по своему совершенству не уступают широко известным фактам из жизни жуков-навозников. Навозники запасают для своих личинок пищу в виде навозных колбас, шаров или груш строго определенной формы, которые изготовляются в специально выстроенных подземных камерах. Древоядные жуки разводят для личинок «грибные сады» на стенках ходов, специально выгрызаемых в древесине, а некоторые из них, например сахарные жуки (Passalidae), кормят личинок особым образом подготовленной древесиной, так как питаться сами личинки не могут.

Не менее совершенные инстинкты вырабатываются у жуков, приспособившихся к жизни за счет других животных, чаще всего за счет насекомых. Больше всего таких видов в муравейниках. Поведение мирмекофильных жуков таково, что муравьи не отличают их от других муравьев и часто выкармливают их личинок, как своих собственных. Они даже не препятствуют своим квартирантам тогда, когда жуки уничтожают яйца и личинок хозяев муравейника дополнительно к той пище, которую они получают непосредственно от муравьев.

У некоторых мирмекофильных жуков есть специальные железы, выделения которых поедаются муравьями. У представителей близкого к жужелицам семейства пауссид (Paussidae) повсюду на теле — на антеннах, лобной области, переднегруди, на надкрыльях и брюшке — расположены железы, выделяющие густую жидкость, привлекающую муравьев. Места, где открываются железы, покрыты густыми волосками, по которым секрет поднимается вследствие капиллярности и отсюда слизывается муравьями.

Нередко большой сложности достигают взаимосвязи жуков с растениями. Это выражается не только в высокой точности действий жуков при высверливании отверстия в орехе или при скручивании листа в «сигару» — все эти действия являются примерами заботы о потомстве, но также и в способности личинок некоторых жуков стимулировать рост растительных тканей с последующим образованием галлов.

Галлы, вызываемые жуками, могут возникать в ответ на погрызы личинок, как это наблюдается у некоторых усачей, развивающихся в тонких ветвях деревьев и кустарников. Личинки слоников вызывают более крупные галлы, и, хотя образование этих галлов еще слабо изучено, их возникновение следует считать результатом не только механических, но и сложных биохимических воздействий личинок на растительную ткань.

Не менее интересны и многообразны приспособления жуков к защите от многочисленных врагов. Этой цели служат не только их прочные покровы и во многих случаях хорошо выраженная покровительственная окраска, маскирующая насекомое, но и биохимические средства защиты, которые также вырабатываются у многих жуков. Обычно ядовитые вещества, обладающие часто резким неприятным запахом, растворены в гемолимфе жуков и выделяются через сочленения тела тогда, когда жук бывает потревожен. Некоторые жуки, защищаясь от врагов, «выстреливают» едкой жидкостью, которая на воздухе быстро испаряется и отпугивает преследователя. У жуков-бомбардиров в этой жидкости содержатся окись азота и азотнокислые соли, и вся смесь при соприкосновении с воздухом взрывается.

Жуки, лишенные более эффективных средств защиты, при раздражении впадают в шоковое состояние, поджимают усики и лапки и падают вниз. Найти такого «притворившегося мертвым» жука хищнику бывает нелегко.

Личинки жуков очень разнообразны на вид. Одни из них, например, личинки плавунцов, имеют церки и длинные ноги, поэтому их часто путают с веснянками. Другие, например, личинки листоедов — малоподвижные, с очень короткими ногами, напоминают гусениц бабочек.

Тело личинок жуков состоит из 3 грудных и 10 брюшных сегментов, из которых десятый очень мал и нередко сдвинут на нижнюю сторону девятого.

У них всегда хорошо развита голова, которая значительно сильнее хитинизирована, чем покровы тела, и окрашена в более темный цвет.

Окраска тела личинок зависит от образа их жизни. Личинки, обитающие открыто на листьях растений или бегающие по поверхности почвы, окрашены в бурый, зеленый или черный цвета. Те же из них, которые живут в толще почвы или внутри тканей растений, имеют мясистое, белое тело.

Подвижных уплощенных личинок жуков, снабженных длинными ногами и усиками, а также церками называют камподеовидными, тогда как малоподвижных, толстых и внешне неуклюжих обитателей толщи различных твердых сред — эруковидными. Однако все многообразие личинок жуков не исчерпывается этими двумя примерами. Поэтому к отдельным группам личинок часто применяются названия, образованные от названий наиболее типичных семейств: куркулионоидные, скарабеоидные, церамбикоидные и другие.

Голова личинок снабжена парой сильных челюстей, которые могут быть как грызущими, так и колющими. У некоторых хищных личинок внутри колющих челюстей проходит канал, по которому в тело жертвы изливается пищеварительный сок. Разжиженные, полупереваренные ткани животного затем всасываются личинкой. Такой тип пищеварения называется внекишечным, хотя основные пищеварительные процессы всегда проходят в самом кишечнике.

Рис. 2. Личинки жуков: 1, 2 — щелкунов, 3 — кожееда, 4 — листоеда, 5 — огнецветки, 6 — жужелицы, 7 — жука-оленя, 8 — мягкотелки, 9 — пилильщика, 9 — чернотелки

Органы дыхания у личинок разнообразнее, чем у взрослых жуков. Некоторые обитатели водной среды дышат, например, при помощи трахейных жабр — специальных выростов тела, пронизанных трахеями.

За период развития личинки несколько раз линяют. Личинки разных возрастов обычно похожи друг на друга, но известны случаи сложного превращения, когда внешний облик личинок после линек совершенно меняется.

Наиболее своеобразна и сложна биология размножения маленького американского жука микромальтуса (Micromalthus debilis), выделяемого в особое семейство Micromalthidae. У него известно три личиночных возраста. Личинки первого возраста обладают длинными ногами и крупной головой. Они очень подвижны, но не питаются и, видимо, служат для расселения. После линьки они превращаются в мясистых безногих личинок второго возраста; основная их функция — питание; они грызут древесину. Накопив достаточно питательных веществ, эти личинки превращаются в личинок третьего возраста, которые не питаются, но зато способны к размножению и рождают множество личинок первого возраста.

Известны у этого вида и взрослые жуки, которые развиваются из питающихся личинок второго возраста, хотя этот процесс изучен еще не полностью. У микромальтуса, таким образом, наблюдается единственный среди насекомых случай сочетания сложного гиперметаморфоза с размножением личинок — педогенезом (который встречается также у некоторых двукрылых из семейства галлиц).

Развитие личинок у жуков обычно завершается за несколько месяцев, реже растягивается на 3-5 лет.

Куколки жуков, за редким исключением, свободного типа, их конечности не склеены с телом и сходны с конечностями взрослого насекомого.

Своеобразно проходит окукливание у некоторых личинок, имеющих длинное и тонкое тело. Живущие в гнилой древесине личинки древоедов (Eucnemidae) перед окукливанием готовят колыбельки, куда они могут поместить свое длинное тело, лишь сложившись вдвое. Такое странное положение личинок перед окукливанием характерно также для узкотелых златок. Постепенно все содержимое задней половины личинки перемещается в переднюю, и в конце концов из длинной и тонкой личинки образуется куколка, размеры которой точно соответствуют размерам приготовленной для нее колыбельки.

Значение жуков в экономике природы и хозяйстве человека огромно. Ежегодно тратятся колоссальные средства на борьбу с вредителями сельского и лесного хозяйства. Гораздо меньше среди жуков полезных видов. Обычно это хищники, истребляющие вредных насекомых.

Коллекционирование жуков — одно из самых увлекательных занятий натуралистов. Вместе с бабочками эти оригинальные насекомые являются украшением коллекций и приносят любителям много приятных минут.

Значительная часть жуков ведет водный образ жизни. Жуки представлены в водоемах относительно небольшим числом семейств, но на обеих стадиях развития — и личинок и имаго (хотя окукливание и полное превращение обычно происходят на суше).

При этом личинки водных видов живут в воде постоянно, многие из них дышат жабрами под водой, а имаго (как и у клопов) сохраняют способность летать и часто перелетают из одних водоемов в другие.

Водные жуки обычно первыми заселяют вновь образовавшиеся лужи и часто доминируют по разнообразию и обилию в сообществах временных водоемов.

Больше всего водных жуков живет в заросших прудах, а в больших водоемах они обычно держатся у кромки берега и в зарослях растений. В быстрых реках и ручьях жуков и их личинок мало.

Питаются водные жуки по-разному: многие хищники (особенно плавунцы и их личинки), другие поедают водоросли и детрит.

Поскольку личинок и имаго жуков разделяет полное превращение, они мало похожи друг на друга. Взрослые водные жуки больше похожи на клопов — с компактным, крепко сбитым жестким телом, они отличаются парными челюстями (вместо хоботка у клопов) и неперекрещивающимися жесткими передними крыльями (их называют надкрылья, в отличие от задних крыльев — мягких и пленчатых).

Отряд делится на 4 подотряда, из которых два главных — плотоядные жуки (Adephaga) и разноядные жуки (Polyphaga).

К первому подотряду относятся важнейшие группы (семейства) хищных водяных жуков — Вертячки, Плавунцы, Плавунчики, Водожуки.

Второй подотряд гораздо обширнее первого. Как это отражено в названии этого подотряда (Разноядные), пищевые связи его представителей могут быть самыми разнообразными. Он включает основную массу жесткокрылых и делится на большое число семейств, но среди водяных жуков их не так уж много — только Водолюбы, Радужница .

Следует иметь в виду, что не всякий жук, извлеченный сачком из воды, является настоящим водным жуком, то есть связанным с водой в главнейших стадиях своего превращения. Некоторые из жесткокрылых лишь в стадии личинки и куколки живут в воде, а во взрослом состоянии выбираются на воздух, живя на растениях, плавающих на поверхности воды, или же бегая по прибрежным зарослям. Таковы металлически блестящие жучки радужницы (Donacia).