Sorry, this entry is only available in
Російська
На жаль, цей запис доступний тільки на
Російська.
К сожалению, эта запись доступна только на
Російська.

Общая характеристика. Чешуекрылые, или бабочки, составляют сравнительно молодую группу, которая вышла на арену жизни, судя по ископаемым остаткам, в третичный период. В настоящее время бабочки по количеству видов (140 000) занимают в классе насекомых второе место после жуков. Самым характерным признаком у бабочек является наличие на поверхности крыльев чешуек (отсюда и название — чешуекрылые). Чешуйки — видоизмененные волоски сложного строения, образующие две поверхности, соединенные между собой посредством тончайших столбиков. Система ее продольных ребрышек с поперечными перемычками, взаимодействуя с плоской нижней пластинкой, создает при прохождении лучей света цветной спектр, придающий своеобразную окраску крылу бабочки. Такие чешуйки называются оптическими, в отличие от пигментных, окраска которых обусловлена наличием в них пигментных зерен.

Отложение пигментов в чешуйках зависит от температурных условий, в которых находились куколки. В этом можно убедиться, поставив вполне доступные для учащихся опыты по развитию гусениц и их окукливанию в разных температурных условиях с последующим выведением бабочек с измененной окраской крыльев. Хорошие результаты в свое время были получены в опытах с куколками березовой пяденицы и траурницы. В этих опытах у бабочек, вышедших из куколок, подвергавшихся действию низкой температуры, в пигментных чешуйках обычно откладывался меланин, приводящий к потемнению окраски крыльев. В природных условиях изменчивость по цветовым оттенкам крыльев (от светлого к темному) хорошо выражена у березовой и крыжовниковой пядениц и бабочки-монашенки. Они могут служить примером индивидуальной изменчивости, которая представляет собой закономерный результат неодинакового влияния различных факторов внутренней и внешней среды на организм бабочек в процессе их метаморфоза.

Чешуйки у бабочек расположены не только на крыльях, но также на голове и на туловище. Их можно показать учащимся, перенеся порцию чешуек на предметное стекло для рассмотрения под микроскопом. Для этого надо кончиком скальпеля соскоблить чешуйки с поверхности крыла и, не смачивая водой, распределить их по возможности равномерно по предметному стеклу, а затем накрыть покровным. При малом увеличении видна общая форма различных чешуек, а при большом — их «скульптура». Чешуйки из разных мест крыла отличаются по своей форме (от узких до более широких).

Интерес представляют особые пахучие чешуйки (андроконии) на крыльях самцов, служащие для привлечения самок. Если потереть пальцами крылья самца бабочки и потом понюхать, то можно почувствовать у капустницы слабый запах красной герани, у репницы — запах резеды, у брюквенницы — запах лимона, у бархатницы-семелы — шоколада, у тонкопряда гекта — земляники. Андроконии связаны с пахучими железами, вырабатывающими особые телергоны (эпагоны), которые испаряются в воздух. Когда самец садится на растение, самка прилетает туда же, привлеченная запахом эпагона. У бабочек со стертыми чешуйками или вовсе не имеющих чешуек крылья бывают стекловидно-прозрачными (как, например, у стеклянниц), на что следует обратить внимание учащихся.

Все разнообразие бабочек можно разбить на две группы: дневных и ночных. Научиться отличать их друг от друга нетрудно. У дневных бабочек усики на концах имеют булавовидные утолщения, крылья в покое подняты вверх и плотно сжаты в виде пластинки. У ночных бабочек усики без булавы, а крылья сложены в виде крыши. У многих бабочек передние и задние крылья сцеплены, образуя единую летательную поверхность. Окраска крыльев дневных видов бабочек отличается от окраски ночных видов. Верхняя сторона обоих крыльев у дневных бабочек обычно бывает пестрая или яркая и служит средством распознавания особей противоположного пола на расстоянии. С нижней стороны оба крыла имеют маскирующую, защитную окраску, так как у сидящей бабочки именно она оказывается в поле зрения врагов, тогда как верхняя сторона при складывании и прижатии крыльев друг к другу бывает скрыта. У ночных бабочек верхняя сторона передних крыльев невзрачная, с маскирующим рисунком, при складывании крышей закрывает нижние крылья и брюшко, делая бабочку незаметной на фоне предметов, на которые она обычно садится (например, на коре дерева). Окраска задних крыльев у одних видов однотонная, невзрачная (например, у самцов непарного шелкопряда) или, наоборот, яркая, с цветными пятнами и полосами (на­пример, у ленточниц, у медведиц). В последнем случае потревоженные бабочки раздвигают передние крылья и внезапно обнажают яркий рисунок нижних крыльев, чем отпугивают врагов. Если бабочки отличаются неприятным запахом и вкусом или способны выделять едкие вещества, то крылья у них по окраске бывают заметны издали и не складываются, как бы еигнализируя о своей несъедобности, а сами бабочки держатся открыто (например, знаменитые южноамериканские геликониды, а у нас — крыжовниковые пяденицы и различные пестрянки). Полет таких бабочек бывает медлительным, а некоторые виды держатся группами, усиливая при этом эффект заметности, что повышает их шансы на выживание.

Многие бабочки имеют порхающий полет, при котором их труднее схватить насекомоядным птицам. Такая манера полета — одно из защитных приспособлений. В случае преследования бабочка может переходить от порхания к стремительному полету, развивая скорость до 30— 40 км/ч. Бабочки машут крыльями так, что создают воздушную волну, на гребне которой поднимаются вверх.

Бабочки способны к длительному полету на дальние расстояния. В настоящее время накоплено много различных данных о сезонных миграциях бабочек, перелетные пути которых в общем совпадают с направлением перелетов птиц. Интересные уточнения относительно перелетов бабочек содержатся в наблюдениях Мариковского (1969), который установил, что в Казахстане некоторые бабочки, совершающие регулярные перелеты на юг, по-разному преодолевают препятствия на своем пути (например, белянки обходят стороной зеркало озера Балхаш, а бражники перелетают через него напрямик, предварительно набирая высоту).

Бабочки, как известно, развиваются с полным превращением. Яйца у бабочек в зависимости от вида могут быть разного цвета и формы (плоские, шаровидные, овальные, удлиненные). В одних случаях яйца откладываются по одному далеко друг от друга (у репейницы), в других они располагаются цепочкой вдоль хвоинки (у сосновой пяденицы), в третьих образуют кучки (у капустницы) или окружают ветку кольцом (у кольчатого коконопряда). Как правило, яйца откладываются после оплодотворения, но в редких случаях наблюдается партеногенез (у психидмешочниц).

Забота о потомстве у бабочек выражается только на стадии развития яйца. Во-первых, некоторые бабочки заботятся о безопасности яйцевой кладки, накрывая ее щитком из затвердевшего слизистого вещества, выделяемого придаточными половыми железами (различные виды молей), или защищая от зимнего холода слоем волосков, снятых со своего брюшка (непарный шелкопряд). Во-вторых, яйца откладываются так, чтобы будущие гусеницы были обеспечены пищей, например на листья кормового растения у свободноживущих видов, а у плодожорок — на молодой плод или его завязь. Плодовитость бабочек довольно велика: одна самка способна отложить несколько сот яиц, а некоторые злостные вредители — до 2 000 (непарный шелкопряд, капустница и озимая совка).

Вторая стадия развития бабочки — гусеница, в отличие от личинок других насекомых, совершенно не похожа на взрослую форму (бабочку) ни по своему строению, ни по образу жизни, ни по поведению. Для гусениц характерным является удлиненное, червеобразное тело с явно обозначенной сегментацией и хорошо обособленной головой с ротовыми придатками грызущего типа. Присущие всем насекомым три пары членистых ножек у гусениц расположены на грудных сегментах; кроме того, на брюшных сегментах находятся дополнительные ложные ножки, обычно в количестве 4—5 пар. Ложноножки необходимы только для этой стадии развития чешуекрылых и служат гусеницам органами передвижения. В отличие от настоящих ножек они нечленистые, но на концах имеют коготки, помогающие цепляться за субстрат. У гусениц пядениц ложноножек только две пары в связи с особым способом передвижения (шаганием).

К специфическим для гусениц органам следует отнести прядильные или шелкоотделительные железы, лежащие в полости тела по бокам кишечника и открывающиеся выводным протоком на нижней губе. Эти органы представляют собой видоизмененные слюнные железы. Выделяемые ими нити, похожие на паутину, используются для спуска гусеницы с дерева на землю, для свертывания листьев в трубки (у листоверток), для прикрепления к субстрату куколок или для их опоясывания, для сплетения коконов, для соединения листьев в паутинные гнезда.

Паутинные гнезда защищают гусениц от непогоды, сильных ветров, нападения птиц, а в зимнее время служат удобным убежищем на период спячки. Паутинные гнезда можно найти на различных растениях с гусеницами соответствующих видов бабочек: на крапиве (с гусеницами крапивницы), на иве (коконопряда тополеволистного), на яблоне (яблонной моли) и др. Зимние гнезда устраивают гусеницы боярышницы и златогузки. Защитное значение паутинных гнезд не является абсолютным, так как не спасает гусениц от проникновения в гнезда паразитических мух — тахин и наездников, которые откладывают свои яички на тело или в тело гусениц, приводя их к гибели (пример относительной приспособленности).

Органы чувств у гусениц развиты не в одинаковой степени. Глаза у них расположены недалеко от рта и малозаметны. Это — одиночно сидящие по бокам простые глазки (5—6 пар), которые помогают воспринимать только направление света и не обеспечивают четкости зрительного восприятия. Гусеницы видят предметы с расстояния примерно в 1 см. Учащихся следует предупредить, что находящиеся на головной капсуле темные пятна, похожие на глаза, к органам зрения отношения не имеют. Усики у гусениц развиты слабее, чем у бабочек, рассмотреть их трудно, так как они очень короткие. Ротовой аппарат такой же, как и у других грызущих насекомых, но у гусениц, живущих в древесине (например, у пахучего древоточца), жвала отличаются большой крепостью и силой. Они могут больно укусить, если подставить им палец.

По характеру питания большинство гусениц растительноядны. Одни из них многоядны (полифаги) и питаются разными растениями (луговые мотыльки, березовая пяденица, непарный шелкопряд, монашенка, некоторые медведицы) ; другие более разборчивы в выборе пищи, отдавая предпочтение какой-либо одной группе растений (белянки — крестоцветными, голубянки — бобовыми, махаон — зонтичными растениями); третьи относятся к одноядным гусеницам (монофаги) и едят только растения определенного вида (лимонница — крушину, сосновая совка — сосну и т. д. ). Питаясь растениями, гусеницы наносят им тот или иной вред. Вредоносная деятельность гусениц затрагивает, по существу, все органы растений. Одни объедают листву и хвою, другие проникают внутрь листовой паренхимы, третьи поселяются в плодах и выедают семена, четвертые живут в стволах деревьев и стеблях трав, питаясь их тканями, наконец, часть гусениц объедает корни растений.

В связи с этим средой обитания для разных гусениц является не только поверхность земли, но и почва и даже вода (для водных огневок). Гусеницы, обитающие внутри различных органов растений, ведут скрытный образ жизни. Среди них по результатам ‘их жизнедеятельности можно выделить минеров (сиреневая и тополевая моли), плодожорок (яблонная, сливяная, желудевая), бурильщиков (стеклянницы тополевая, березовая, ивовая, малинная, древоточец пахучий, древесница въедливая) и галлообразователей (некоторые листовертки и плодожорки). Полускрытный образ жизни ведут гусеницы, обитающие в передвижных чехликах (бабочка-мешочница) и скрученных листьях (дубовая листовертка). Свободноживущие гусеницы грызут разные части растений. Некоторые гусеницы проникают в улья пчел, гнезда ос и шмелей, где питаются воском и отбросами.

Многие бабочки из-за образа жизни своих гусениц относятся к опасным вредителям сельского и лесного хозяйства. Так, например, приходится учитывать, что для полевых культур вредны гусеницы яровой, озимой, гороховой, люцерновой, восклицательной совок, совки-гаммы, просяного и лугового мотыльков. На полях (а также в амбарах) гусеницы зерновой моли и зерновой совки повре­ждают зерна различных хлебных злаков (ржи, пшеницы, ячменя, кукурузы и др.). К огородным вредителям относятся гусеницы белянок, капустной совки, капустной моли и др. Для плодовых садов представляют опасность гусеницы боярышницы, златогузки, непарного шелкопряда, кольчатого коконопряда, яблонной моли, яблонной плодожорки, древесницы въедливой и др. Большой урон наносят лесным насаждениям гусеницы соснового шелкопряда, сосновой совки, сосновой пяденицы, различных хохлаток и волнянок.

Бабочки - вредители лесного и сельского хозяйства

Бабочки – вредители лесного и сельского хозяйства

Но не только культурные и дикие растения страдают от нападения гусениц. Есть немало видов бабочек, гусеницы которых используют в пищу одежду, ткани и пищевые продукты, проникая в жилища человека. Так, например, приходится оберегать меховую одежду, шерстяные изделия, волосяные и перьевые покрытия мягкой мебели от проникновения гусениц шубной, ковровой и мебельной моли. В музеях они повреждают коллекции тушек млекопитающих, чучела птиц и другие препараты, которые постоянно нуждаются в профилактической обработке различными инсектицидами. Не меньше хлопот доставляют гусеницы амбарной и зерновой огневки, которые портят муку, сухари, бисквиты, шоколад и другие бакалейные товары и кондитерские изделия. Среди бабочек есть виды, гусеницы которых плотоядны; и нападают на различных мелких животных, в том числе и на растительноядных гусениц. К этой группе относятся, например, гусеницы некоторых мешочниц, совки-хищницы, вязовой желтоватой совки, некоторых длиннокрылых совок, голубянок икар, медведицы желтокрылой (деревенской) и др. Для уничтожения вредных гусениц применяют различные средства, как, например, химические, физические, биологические (см. с. 70—72).

Помимо человека, у гусениц есть много естественных врагов в природе. К ним относятся многочисленные насекомоядные птицы, жабы, ящерицы, ежи, кроты, землеройки, а также хищные насекомые, особенно жужелицы, муравьи, паразитические перепончатокрылые (наездники) и двукрылые (мухи-тахины). Кроме того, гусеницы подвержены различным эпидемическим заболеваниям грибкового (мюскардина), бактериального (флашерия) и споровикового (пебрина) происхождения. Все эти враги снижают численность гусениц и являются хорошими помощниками людей в их борьбе с вредными бабочками.

В процессе эволюции у гусениц выработались разнообразные средства защиты от врагов в виде полезных особенностей их строения и поведения. Часть из них носит пассивный характер, другая часть — активный. В одних Случаях гусеницы с голой кожей приобрели покровительственную окраску, в других — предупредительную или отпугивающую. Первые, будучи съедобными, спасаются от врагов, находясь на поверхности субстрата, гармонирующего по цвету и структуре с их внешностью (например, зеленые гусеницы репницы, лугового мотылька, сосновой пяденицы на листьях, стеблях и хвое или зеленовато-бурые и серые гусеницы капустной и озимой совок на почве среди комков земли). Вторые обладают едкими выделениями и неприятным запахом, которые предохраняют их от поедания. У таких гусениц цвет кожи яркий, заметный, а сами они держатся открыто, не прячутся и даже объединяются в группы, усиливая тем самым отпугивающий эффект (например, гусеницы капустницы и пестрянок).

У многих гусениц яркая окраска сочетается с наличием ядовитых волосков, которые делают их несъедобными (например, гусеницы медведицы желтушной, непарного шелкопряда, соснового и кольчатого коконопряда, монашенки, златогузки и др.). Некоторые гусеницы обладают сходством с несъедобными предметами (явление маскировки). Такое сходство обычно сочетается с неподвижностью в момент замирания. Классическим примером может служить гусеница березовой пяденицы, цвет которой напоминает цвет коры березы, а форма тела — сучок.

Желательно организовать наблюдения учащихся за отпугивающим и угрожающим поведением некоторых гусениц. Так, например, у гусеницы махаона позади головы расположены две удлиненные мешковидные железы. Если дотронуться к голове (или ее погладить палочкой), гусеница в ответ выпячивает свои пахучие железы в виде красных рожков, издающих резкий неприятный запах. Цвет рожков сильно контрастирует с зеленой окраской тела. Эти пахучие железы гусеницы махаона выполняют и другую важную функцию: они обезвреживают ядовитые вещества (алкалоиды) кормового растения и испаряют их с поверхности рожков. Гусеница большой гарпии имеет крупную плоскую голову и широкое спереди туловище, которое сильно сужается к заднему концу. Спинная сторона окрашена в розовато-бурый цвет и резко выделяется на фоне зеленых боковых сторон туловища, узкий конец которого имеет пару пахучих нитей в виде вилки. Будучи потревоженной, гусеница угрожающе поднимает переднюю часть тела, поворачиваясь вправо и влево, и одновременно выставляет красные нитевидные придатки из задних отростков, распространяющих сильный запах. Еще более энергично ведет себя гусеница вилохвоста березового. Она одновременно поднимает вверх переднюю и заднюю части тела, так что спереди становится похожей на паука, подкарауливающего свою жертву, а сзади — на древесного клопа, издающего противный запах. У других гусениц наблюдается оборонительная реакция в виде поднятия головы либо свертывания в клубок. Во многих случаях гусеницы прибегают к спуску с дерева на землю при помощи выпускаемой изо рта шелковинки. Это тоже один из способов избежать опасности.

Интересен стадный инстинкт у гусениц походного шелкопряда, которые после полного объедания листвы спускаются с дерева на землю и отправляются на поиски пищи, выстраиваясь гуськом друг за другом. При этом каждая гусеница касается своими волосками задней части тела впереди ползущей особи и тем самым поддерживает непрерывность движущейся цепочки. Польза от такого поведения очевидна. Она состоит в обеспечении перехода всей группы гусениц в другой район кормежки без потерь. В качестве примера конвергенции подобного инстинкта у ракообразных можно при­вести поведение лангустов, во время осенних миграций, когда каждая особь держится за задний конец предыдущей, составляя звено в общей цепи, состоящей из сотен лангустов. Такое же поведение наблюдается и у некоторых позвоночных (землеройки).

Стадный инстинкт

Стадный инстинкт

Из других инстинктов, повышающих шансы на выживание, следует отметить строительный инстинкт у гусениц бабочки-мешочницы, которые окружают себя чехликом, состоящим из скрепленных шелковинками кусочков засохших листьев, тонких и коротких веточек, сухих хвоинок и других материалов. В таком чехлике гусеницы становятся незаметными для врагов и теряются среди различных несъедобных частиц. Замечательное сходство строительного инстинкта, выраженного в устройстве чехлика из материалов окружающей среды, наблюдается и у личинок ручейников, которые, так же как и гусеницы мешочницы, используют отрезки листьев, обломки коры, разные травинки, стебельки и многие другие частицы, прочно скрепленные паутинными нитями для построения чехлика, в котором они чувствуют себя в относительной безопасности. Здесь налицо конвергентное формирование защитного приспособления на личиночной стадии метаморфоза у насекомых разных отрядов (бабочек и ручейников).

Чехлики гусеницы мешочницы, ручейника, жука-листоеда

Чехлики гусеницы мешочницы, ручейника, жука-листоеда

За время своего развития гусеницы 4—5 раз линяют, постепенно накапливая в своем организме запасы питательных веществ в виде жирового тела. В период последней линьки происходит превращение гусеницы в куколку. Этот процесс можно наблюдать с весны до глубокой осени при содержании гусениц в садках. Куколки в зависимости от вида бабочки бывают открытыми или скрытыми в коконе. У некоторых дневных бабочек куколки свободно висят вниз головой, прикрепившись концом брюшка при помощи пучка шелковых нитей, которые выделила гусеница перед окукливанием (например, у крапивницы, репейницы, адмирала, ленточниц, радужниц и др.). Их можно видеть на древесных стволах, каменных стенах, на заборах и т. д. Куколки других бабочек висят вверх головой, опоясанные посередине тела шелковинкой (например, белянки, голубянки, махаон и др.). Значительная часть гусениц перед окукливанием многократно оплетает себя шелковой нитью, образуя кокон с более или, менее плотными стенками (шелкопряды, коконопряды, моли, павлиноглазки, волнянки и др.). Часть гусениц окукливается в земле в особых пещерках (многие совки, сиреневая моль) или внутри древесины (въедливая древесница); другая часть — в чехликах (мешочница, болотная огневка, тонкопряд, шубная моль), в трубочках (мучная огневка), в мешочках из листовой пластинки (дубовая листовертка) и т. п.

Выход бабочки из-под покрова куколки сопровождается нарушением целости ее стенок, а при наличии кокона — растворением слоя шелковинок и образованием отверстия в нем. Окукливание биологически необходимо.

Под покровом оболочки внутри куколки происходит так называемый гистолиз, т. е. разрушение личиночных органов, и гистогенез, или образование органов взрослого насекомого — бабочки. Когда закончится внутренняя перестройка, насекомое сбрасывает в последний раз шкурку и становится бабочкой. Имагинальная стадия в жизни вида выполняет важную функцию воспроизводства нового поколения, поэтому у взрослых бабочек все их морфофизиологические особенности и поведение направлены на обеспечение успешного выполнения этой функции. За счет питательных веществ, полученных от гусениц, бабочки могут ограничиться минимальным количеством пищи и даже обходиться без нее (например, некоторые виды молей и тонкопрядов).

Ротовой аппарат у бабочек в виде хоботка, свернутого спиралью наподобие часовой пружины. Хоботок состоит из двух желобков, сцепленных своими краями и образующих трубку, через которую бабочка сосет воду или нектар. Желобки — это сильно удлиненные внутренние лопасти нижних челюстей. Верхние челюсти и нижняя губа редуцировались. Чтобы показать строение хоботка, надо подцепить его иглой и развернуть. При этом выявляется его длина и может произойти разъединение половинок трубки на два желобка.

У бабочек-нектарниц хоботок по своему строению соответствует выполняемой функции. Он очень подвижен и гибок, а его длина у разных видов варьирует в зависимости от глубины, на которой находится нектар в посещаемых бабочкой цветках. Бабочки сосут не только нектар, но и вытекающий сок деревьев, сахаристые выделения тлей, пчелиный мед, полужидкую мякоть перезрелых плодов, В семействах совок, пядениц, огневок и хохлаток есть слезососущие виды бабочек. Они высасывают жидкие выделения, летая вокруг глаз лошадей, оленей, слонов, а иногда и человека. Недавно была описана кровососущая бабочка-совка из рода Калиптра, которая имеет на твердом кончике хоботка зубцы, действующие подобно пиле. Эта бабочка с силой вонзает в кожу животных кинжалообразный хоботок на глубину до 6 мм и совершает вибрирующие движения вверх и вниз, насасывая из ранки кровь. Интересно, что этот же вид иногда высасывает сок из фруктов. Возможно, переход на кровососание явился прогрессивным шагом в эволюции такой бабочки, делая ее независимой от времени созревания плодов. У бабочек, не принимающих никакой пищи, хоботок недоразвивается или вовсе отсутствует.

Органами обоняния у бабочек являются усики, на которых расположены хеморецепторы в виде обонятельных клеток. Если самцам отрезать усики, то они перестают находить самок. У некоторых видов бабочек самцы обнаруживают самок с очень большого расстояния. Например, самцы ночного павлиньего глаза, дубового и клеверного коконопрядов находят самок на расстоянии 10—15 км. Из проведенных экспериментов видно, что здесь имеет место хеморецепция. В одном из них самку большого ночного павлиньего глаза некоторое время содержали на песке, который принял ее запах. Затем самку поместили под стеклянный колпак, а песок оставили открытым в глубине комнаты. Когда начали слетаться самцы, то все они садились на песок, пролетая мимо самки, не пытаясь проникнуть к ней.

Обоняние у бабочек настолько тонкое, что они ощущают примесь пахучего вещества, содержащегося в воздухе в самом ничтожном количество (например, одна молекула в 1 л). С помощью обоняния бабочки также отыскивают по запаху цветки, нектаром которых они питаются.

Органы зрения (глаза) у бабочек развиты достаточно хорошо для выполнения таких важных функций, как своевременное обнаружение опасности и успешное отыскание необходимых им растений. Несмотря на то что бабочки плохо распознают форму предметов, они чутко реагируют на малейшие движения и немедленно улетают прочь. О степени удаления от испугавшего их предмета они узнают по изменению отчетливости изображения в глазах. При встрече бабочки начинают хорошо видеть друг друга с расстояния 2 м, а до этого улавливают только движения. У дневных бабочек хорошо развито цветное зрение, но оно неодинаково у разных видов. Так, например, дневной павлиний глаз, подобно пчеле, не отличает красный цвет от черного, в то время как капустница способна отличать его от любого другого (серого, белого, черного).

Ночные бабочки (например, бражники) различают в сумерки самые незначительные цветовые оттенки, находя нужное растение по окраске цветков. Калинина, Леньшина и Просвирина показали, что многие бабочки различают не только цвета в видимой части спектра, но и инфракрасные лучи. Однако Тинберген (1969) считает, что восприятие инфракрасных излучений не обязательно связано со зрением и может осуществляться при помощи терморецепторов. По-видимому, у ночных бабочек имеет место как то, так и другое. Их способность воспринимать инфракрасное излучение помогает находить в темноте нужные цветки, поскольку многие растения обладают излучением в этой части спектра. С другой стороны, самцы, отыскивая ночью брачного партнера — самку, находят ее, воспринимая излучаемое ею тепло, так как во время полета температура самки повышается.

У бабочек есть немало естественных врагов. У дневных бабочек — это насекомоядные птицы, а у ночных — летучие мыши. Известно, что летучие мыши в поисках добычи применяют ультразвуковую эхолокацию, которая позволяет им во время ночных полетов обнаруживать свою жертву на некотором от себя расстоянии и успешно настигать ее. Однако у ночных бабочек в процессе эволюции выработалась совершенная система защиты в виде тимпанальных органов, способных улавливать ультразвуки, посылаемые летучими мышами, что позволяет им заблаговремен но принимать соответствующие меры. Эти органы слуха расположены по бокам головогруди, на границе с брюшком, и содержат всего две нервные клетки”. Одна из них чувствительна к громким звукам, а другая — к тихим. Эти клетки соединены с центральной системой всего тремя нервными волокнами, тогда как в слуховом органе человека расположено около 30 тыс. нервных волокон. Естественно чувствительность слуха бабочки почти в 100 раз ниже, чем у человека, однако у нее гораздо более широкий диапазон восприятия звуковых колебаний (от 10 до 100 тыс. колебаний в секунду), поэтому бабочки могут слышать недоступные человеку инфразвуки (ниже 20 Гц) и ультразвуки (выше 20 тыс. Гц), в том числе и короткие импульсы высокой частоты, посылаемые летучими мышами.

Ультразвуки летучей мыши бабочка слышит с расстояния примерно 30 м. Когда мышь далеко, у бабочки срабатывает «тихая» клетка тимпанальных органов, посылая нервные импульсы, сигнализирующие о появлении пока еще отдаленной опасности. Этот сигнал заставляет бабочку улетать по прямой на полной скорости, так как она узнала о приближении своего врага раньше, чем он может обнаружить свою жертву, и у нее есть шансы избежать нападения. Если летучая мышь находится совсем близко, у бабочки срабатывает «громкая» клетка, давая знать о наступившей опасности вплотную. При этом руководствуясь разной степенью показаний тимпанальных органов правой и левой стороны тела, бабочки определяют, с какой стороны приближается враг. В этом случае они ведут себя по-разному: одни, сложив крылья, падают на землю и затаиваются; другие бросаются из стороны в сторону, делая резкие повороты; третьи пикируют или взмывают вверх по спирали, т. е. стремятся разными способами выйти из поля действия локационного «прожектора». В том случае, когда летучая мышь начинает настигать бабочку, она прибегает к последнему средству защиты, издавая частые ультразвуковые импульсы, которые либо отпугивают врага, либо дезориентируют его. Способность издавать ультразвуки присуща не всем видам ночных бабочек, а только тем, которые имеют по бокам тела близ крыльев особые твердые пластинки: Их вибрация приводит к возникновению щелкающих звуков высокой частоты. Те из ночных бабочек, тело которых покрыто густым слоем волосков, оказываются недоступными для летучих мышей, так как их ультразвуковые волны поглощаются этим покровом и не возвращаются обратно. Подобный способ борьбы с эхолокацией, возникший в природе, интересует биоников, так как открывает перспективу создания антилокационных покрытий для самолетов.

У многих других бабочек (как ночных, так и дневных) можно отметить разнообразные средства защиты от врагов. Часть бабочек обладает хорошо выраженной маскировкой. Так, например, крымская бабочка-носатка и одна из наших бабочек-серпокрылок, садясь на ветку, становятся похожими первая на сухой лист каркасового дерева, а вторая — на увядший лист березы. Бабочка-адмирал становится невидимой, как только садится на ствол дерева, сложив крылья, нижняя сторона которых по окраске похожа не древесную кору. Бабочка белая серпокрылка, спокойно сидящая на поверхности листьев, бывает очень похожа на птичьи испражнения. Во всех этих случаях бабочек спасает от поедания птицами сходство с несъедобными предметами. Некоторые бабочки подражают своей внешностью хорошо защищенным от нападения насекомым. Например, бабочка-стеклянница — шершню, а шмелевидка — шмелю (пример мимикрии).

Есть бабочки, которые пользуются отпугивающими средствами, принимая угрожающие позы или издавая резкие звуки. Иногда эти средства сочетаются с несъедобностью бабочки и наличием предупреждающей окраски. Бабочка-аполлон, будучи несъедобной, защищает себя от внезапного нападения оригинальным способом. Она падает на спину, широко раскрывает крылья и пока­зывает красные пятна на них, причем скребет ножками по нижней поверхности крыльев, издавая скрипящие звуки. Бабочка мертвая голова, будучи схваченной, громко пищит. Этот отпугивающий резкий звук получается при выпускании бабочкой воздуха из передней кишки, что вызывает вибрацию складок хитинового покрова ротовой полости. Интересно защищается бабочка-медведица. У нее задний край переднегруди отделяется от остальной части груди тонкой полоской красного цвета. При приближении врага бабочка быстро нагибает вниз голову вместе с переднегрудью, отчего красная полоса внезапно расширяется. В этот момент из особых желез, расположенных на переднегруди, выступают капли мутно-желтой жидкости противного запаха. Если этот прием не помогает, бабочка отводит вперед передние крылья, обнаруживая оранжево- красные задние крылья с черно-синими пятнами. Неожиданное появление ярких цветных поверхностей перед глазами врага обращает его в бегство или заставляет прекратить нападение. Демонстрация задних крыльев с пятнами, похожими на глаза, или с яркой окраской в виде цветных полос наблюдается у глазчатого бражника и различных ленточниц (красной, желтой, голубой). Однако все отмеченные выше защитные приспособления носят относительный характер, не всегда обеспечивая безопасность.

Несмотря на то что гусеницы свыше 1 000 видов бабочек, обитающих на территории СССР, являются вредителями сельского и лесного хозяйства, взрослые бабочки выполняют полезную роль опылителей многих растений. Перелетая с цветка на цветок, они переносят на себе пыльцу, способствуя перекрестному опылению. Кроме того, бабочки с яркой окраской крыльев, изящным полетом, привлекательной внешностью служат истинным украшением природы. К этому надо добавить относительную безобидность гусениц некоторых групп бабочек, которые питаются сорной растительностью или дикими растениями, не относящимися к хозяйственно ценным видам. Между тем в СССР и за рубежом неумеренный вылов бабочек коллекционерами и школьниками привел к обеднению энтомофауны чешуекрылых и почти полному исчезновению некоторых красивых или ценных бабочек.

В настоящее время принимаются меры к охране бабочек. В Польше, например, существует (близ Кракова) единственный в мире заповедник бабочек, который охраняет 400 видов чешуекрылых, водящихся в Европе и Восточной Азии. В заповеднике ведется разработка методов борьбы с вредителями.

При изучении отряда бабочек в школе необходимо выработать правильное отношение учащихся к этим насекомым, прекратить вылов бабочек для беспланового коллекционирования, воспитывать у детей бережное отношение к безвредным и полезным видам: из дневных бабочек — к парусникам или кавалерам (махаон, аполлон, подалирий), нимфалидам (павлиний глаз, траурница, адмирал, пестрокрыльница, перламутровка, крапивница), бархатницам (пеструшки, чернушки, краеглазки, сатиры и др.), голубянкам (большинство видов), а из ночных — к различным видам ленточниц и медведиц. Все они составляют украшение наших лесов, полей, парков, а многие их гусеницы выкармливаются на сорняках или безразличных человеку растениях, не причиняя никакого ущерба. Общеизвестна польза, которую получает человек от тутового шелкопряда, коконы которого после обработки дают прочные нити для шелковых тканей. Коконы китайского дубового шелкопряда используются для получения нитей, идущих на изготовление парашютного шелка и для технических целей. Гусениц тутового шелкопряда выкармливают листьями тутового дерева, а дубового шелкопряда — листьями дуба и березы.

Выкармливание гусениц в садках дает возможность получать различных бабочек, пригодных для изучения их внешнего вида. Организуя работу по выведению гусениц в садках, надо обязательно выпускать на волю вышедших из куколок бабочек, за исключением тех, которые в эксперименте появляются в неподходящее время года. В дальнейшем мы остановимся только на двух видах бабочек, наиболее доступных для непосредственного изучения как в природных условиях, так и в уголках живой природы, имея в виду их ценность в учебно-познавательном отношении.

Лимонница (Крушинница). Дневная бабочка из семейства белянок. Особи этого вида доступны для наблюдений с наступлением первых теплых дней, когда перезимовавшие бабочки покидают свои убежища (иногда это жилище человека) и начинают летать, часто попадаясь на глаза до конца июня. Название бабочки двойное: одно из них соответствует окраске крыльев (лимонница), а другое — кормовому растению (крушинница). У лимонниц хорошо выражен половой диморфизм: самцы имеют крылья лимонно-желтого цвета, а самки — зеленовато-белого, но у обоих полов посередине каждого крыла расположено по одному красному пятнышку. По этим признакам лимонниц можно легко отличить от бабочек других видов.

Строение и поведение лимонниц типично для любой дневной бабочки и поэтому может быть использовано для ознакомления учащихся с характерными особенностями булавоусых чешуекрылых. Лимонницы относятся к монофагам: их гусеницы питаются только листьями крушины. В этом можно убедиться, предлагая гусенице различные другие растения, от которых она упорно будет отказываться, предпочитая голодать. Весьма поучительно знакомство с размножением и развитием этих бабочек. Весной у них происходит спаривание. Самцы отыскивают самок по запаху свойственных им эпагонов (телергонов). Пахучие железы расположены у самок на конце брюшка между 8-м и 9-м сегментами. Выводные протоки этих желез открываются наружу через поры чешуевидных волосков, пучки которых скрыты в складках брюшка. Когда конец брюшка самки растягивается, складки выворачиваются, а пучки волосков расходятся веером, испаряя в атмосферу эпагон.

Наблюдая за поведением оплодотворенной самки, можно видеть, как она отыскивает нужное ей кормовое растение. Она совершает облет различных кустарников и низких деревцев (осины, ивы, березы), а также высокие кусты крапивы, таволги и других трав. Подлетев на расстояние 30 см к растению, бабочка удаляется от него, если это не крушина, и продолжает поиски, пока не найдет необходимый ей объект для откладывания яиц. При этом самка сносит яйцо только на молодые листья распускающейся почки, что имеет большое значение для безопасности как самого яйца, так и вышедшей из него гусеницы. Ведь когда лист развернется, находящееся на нем яйцо окажется на его нижней поверхности и будет скрыто от врагов. Пока лист растет, в яйце развивается личинка, для которой как бы подготавливается кормовая база. Выход гусеницы из яйца происходит как раз в то время, когда сформировавшиеся листья становятся для нее полноценной пищей (пример заботы о потомстве).

Зеленый цвет гусеницы делает ее незаметной для врагов, а пребывание под листом защищает от дождя и ветра. Кроме того, гусеница в период покоя располагается вдоль листовой жилки, маскируясь под рельеф листа. Найти гусеницу при таких условиях можно только по повреждениям листьев крушины, осматривая внимательно листовые пластинки. Кожа гусеницы усеяна мелкими бугорками темного цвета. Под микроскопом видно, что эти бугорки покрыты капельками оранжевой жидкости, которая в сочетании с покровительственной зеленой окраской тела имеет защитное значение. Куколка лимонницы тоже зеленая и служит хорошим примером покровительственной окраски, которая сочетается у нее с подражательной формой, напоминающей молодой листок крушины. Она прикрепляется к тонкой ветке этого растения в несколько наклонном положении, головным концом вверх, и подпоясывается тонкой шелковой ниткой.

Взрослые бабочки в позе покоя тоже обнаруживают сходство с листом, так как их крылья имеют листовидные очертания и с нижней стороны окрашены в зеленовато-серый цвет. Это делает лимонниц малозаметными среди растительности. Таким образом, на всех этапах развития (яйца, гусеницы, куколки и имаго) лимонницы обладают приспособлениями, направленными на повышение вы­живаемости вида, что благоприятно сказывается на чис-ленности их популяций. Это хороший пример действия естественного отбора в широком диапазоне. Летающие весной лимонницы, отложив в июне яйца, погибают, а новое поколение вылупляется из куколок в июле. Следовательно, продолжительность жизни этих бабочек длится около года, так как особи свежей генерации способны к размножению только после перезимовки.

Индустриальный меланизм в окраске крыльев березовой пяденицы

Индустриальный меланизм в окраске крыльев березовой пяденицы

Березовая пяденица. Пяденицы относятся к ночным бабочкам, но, в отличие от многих из них, крылья держат в развернутом виде, а не складывают крышей, занимая в этом отношении промежуточное положение между ночными и дневными чешуекрылыми. Березовую пяденицу и ее гусениц можно найти на различных лиственных деревьях, но особенно часто на березе, рябине, иве. Это — удобный объект для ознакомления учащихся с типичными для всех пядениц особенностями строения и поведения гусениц. Сама бабочка крайне изменчива по окраске крыльев, образуя все переходы от белого к черному. При этом рисунок крыльев во всех случаях неотличим от коры березы, усаживаясь на которую бабочка становится совершенно незаметной.

Березовая пяденица — классический пример изучения вопросов наследственности и роли естественного отбора в различных условиях среды. В Англии, например, бабочки березовой пяденицы встречаются в двух формах: светлой (основной) и темной (мутации). Первая преобладает в сельскохозяйственных районах страны, а вторая — в промышленных. Исследованиями установлено, что причина ле жит в различном направлении естественного отбора, в зависимости от условий обитания бабочки. Там, где действует много фабрик и заводов, стволы деревьев покрыты от дыма темным налетом, на фоне которого черные бабочки менее заметны, чем белые, а потому выживают лучше, вытесняя светлые формы (индустриальный меланизм). В районах с преобладанием сельского хозяйства темные формы уступают место светлым, так как в отсутствие промышленного загрязнения атмосферы стволы берез остаются белыми. В этих условиях темные бабочки становятся заметными для врагов и отсеиваются естественным отбором.

Гусеница пяденицы на ветке и поддерживающая ее паутинка

Гусеница пяденицы на ветке и поддерживающая ее паутинка

Гусеницы березовой пяденицы покрыты пергаментообразной кожицей с отдельными бородавочками и окрашены под цвет ветвей березы. Они всеядны (полифаги): питаются различной древесиной и травянистой растительностью, в чем можно убедиться при содержании гусениц в садках. Их способ передвижения тот же, что и у других видов пядениц, и заслуживает внимания наблюдателя: сначала тело изгибается дугой, когда задний конец подтягивается к переднему, а затем оно выбрасывается вперед, причем предварительно гусеница закрепляется ложноножками на поверхности субстрата и после этого отталкивается от него. Такие движения, многократно повторяясь, как бы измеряют пространство пядью (отсюда и название — пяденица).

В минуты опасности гусеница замирает на ветке, отклоняясь от нее передним концом тела в сторону от продольной оси под некоторым углом. Перед этим гусеница выпускает из отверстия нижней губы тонкую шелковинку, которая прикрепляется к ветке, а другим концом поддерживает голову и туловище гусеницы в наклонном положении, придавая ей полное сходство с торчащим сучком, от ходящим от ветки; при этом неровности кожного покрова гусеницы имитируют рубцы от обломившихся листовых черешков. Таким образом, сходство с сучком усиливается не­подвижностью (состоянием каталепсии) и подражательной внешностью (цветом и структурой кожи). Маскировка настолько совершенная, что она надежно оберегает жизнь гусеницы, скрывая ее от врагов.

Если поддерживающую паутинку перерезать, гусеница повиснет, потеряв опору (провести такой опыт!). Если гусеницу тронуть пальцем, она отваливается, как мертвый сук, и падает на землю, оставаясь некоторое время неподвижной. В данном случае действует несколько защитных факторов: форма тела, цвет, поведение гусеницы.