Удивительная способность бабочек находить «супругов» на огромных – для небольших существ - расстояниях. Особенно славятся этим ночные бабочки, самцы некоторых видов обнаруживают самку за несколько километров. Как же это происходит? В отличие от большинства дневных, у ночных бабочек источник привлекающих запахов – самка. Она вырабатывает и выделяет вещества – половые аттрактанты (феромоны), которые самец улавливает усиками при фантастических низких концентрациях в воздухе. Так половой аттрактант самки непарного шелкопряда привлекает самца при концентрации 3 х 10 в -13 степени. Вещества в куб. м. воздуха. То есть самец «замечает» чуть ли не одну единственную молекулу. Ни один созданный человеком прибор пока не имеет такой чувствительности. Причем самец не только «засекает» аттрактант в ничтожной концентрации, но и определяет направление, в котором эта концентрация в воздухе возрастает, - так он находит самку. В замечательных опытах Ж.А. Фабра самцы огромной грушевой павлиноглазки (Saturria pyri) кружились вокруг пропитанного керосином непрозрачного колокола, под которым содержалась их «дама».
Не все самки привлекают «кавалеров» феромонами. На сессии Академии Наук в 1963 г. Физики демонстрировали ящик с полусотней бабочек «мертвая голова» (Acherontia atropos). Это были самцы, прилетевшие на ультразвуковой сигнал, издаваемый самкой. Правда, расстояния, на котором самец улавливает такой «любовный призыв», не определялись. Но судя по количеству отловленных достаточно редких бабочек, расстояния эти немалые. К тому ж, некоторые из них (например, бражники Sphingidae) – лучшие летуны среди бабочек – за одну секунду пролетают до 15 метров. Те, которым удавалось поймать летящего бражника, знают, как сильно в полете нагревается его тело: за счет энергии, выделяющейся при работе мощных грудных мышц, температура бабочки поднимается примерно до 40 град.С. [1,2]
Чудесное превращение
«– Должна ли я стерпеть двух-трех гусениц, если хочу познакомиться с бабочками? Они, должно быть, прелестны».
Антуан де Сент-Экзопери «Маленький принц»
Самые фантастические эпизоды сказок – превращения одних существ в другие: лебедей в принцев, лягушки в царевну… Но разве не чудо превращение противной, на чей – то взгляд, и прожорливой гусеницы в очаровательное хрупкое создание – бабочку?! Бабочки – это насекомые с так называемым полным циклом превращений. Между стадией личинки (гусеницы) и взрослой стадией (бабочки) находится промежуточная стадия куколки. А все развитие можно представить так: яйцо – гусеница – куколка – бабочка.
В данной работе мы рассмотрим каждую стадию отдельно, подробно остановившись, наблюдая процесс перехода и развития на примере – Волнянки Эутрикс белопятнистой (Limantridae – Еuthrix albomaculata):
- размах крыльев 50-55 мм.,
- среда обитания – Сибирь и Дальний Восток,
- питается различными злаками.
Яйцо
Самка откладывает яйца на растение, которым впоследствии будут кормиться гусеницы (в данном случае – злаки). При этом бабочка безошибочно узнает нужное растение по внешнему виду, запаху, и на ощупь. Яйца прикрепляются клейким веществом. Количество яиц у одной самки в зависимости от вида бабочки варьирует от нескольких десятков до тысячи. Форма, размер и цвет яйца специфичны:
- размер его от 0,2 до 4 мм. – зависит и от величины, и от возраста самки;
- форма: округлая, яйцевидная, дисковидная, грушевидная, куполообразная и даже кубическая с закругленными углами.
Только что отложенные яйца часто имеют кремовый цвет, но окраска оболочки бывает зеленой, желтой, белой, красной, коричневой, оранжевой, голубой…, а иногда прозрачной. Сама поверхность яйца покрыта, в зависимости от вида: желобками, бороздками, выпуклостями, углублениями, а иногда шипами или похожими на щетинки выступами. [1,3]
Гусеница
Гусеничка в яйце развивается от нескольких дней до нескольких месяцев. Личинка бабочки – гусеница перегрызает челюстями – жвалами оболочку яйца и выходит наружу… Здесь бы и хотелось обратиться к конкретному примеру и проведенному эксперименту.
- Собранное мной яйцо на злаковом растении, я поместила в пластмассовую прозрачную коробочку и вскоре обнаружила в ней гусениц. Поместив отдельную особь в картонный контейнер с кормовым растением (злаковые) и сделав небольшие отверстия, стала наблюдать за развитием этой стадии.
Здесь следует отметить, что удлиненное цилиндрическое тело гусеницы состоит из твердой головы и 13 мелких члеников – сегментов. Голова снабжена несколькими простыми глазами и мощными, сильно развитыми жвалами, способными откусывать и жевать пищу. У основания жвал расположены очень короткие усики, с помощью которых гусеница оценивает пищу. Первые три членика несут по паре грудных довольно твердых ног. Еще на четырех сегментах (6,7,8 и 9–м) есть по паре мягких брюшных, или ложных ног. На их подошвах по кругу расположены крючки, помогающие гусенице при передвижении по растению: она цепляется «коготками» за стебель или край листа. Брюшные ноги 13-го, последнего, сегмента, раздвинутые наподобие щипцов, называются подталкивателем. Тело многих гусениц покрыто шипами, густыми волосками, иногда собранными в пучки. По характеру и расположению волосков на теле, строению брюшных ног, как и по всему облику гусеницы, можно определить вид бабочки, к которому она относится. Мягкие волоски гусениц часто далеко не безобидны. Если они соединены с клетками, производящими токсичные вещества, полость волоска заполняет яд. При попадании в кожу или на слизистые ткани обломки таких волосков могут вызвать сильнейшее раздражение и даже химический ожог.
На основании вышесказанного и воспользовавшись отличительными характеристиками гусеницы [1], появление которой была свидетельницей я – установила вид бабочки. И это как раз был пример – ядовитой гусеницы бабочки волнянки (Limantridae – Еuthrix albomaculata), чьи волоски представляют опасность. Поэтому я была предельно осторожна в процессе эксперимента. К тому же гусенице необходимо предоставлять комфортные условия – ничто не должно мешать росту и окукливанию. Беречь от прямых солнечных лучей, всегда должно быть достаточно свежей пищи, регулярно удалять помет – источник плесени и болезней гусеницы.
Что касается аппетита, то столь непохожая на взрослое насекомое, гусеница устроена так, чтобы как можно лучше отвечать своей единственной задаче – накоплению жиров и других веществ, необходимых для появления и жизни бабочки. Ведь в цепи превращений от яйца до бабочки растет только гусеница: ни куколка, ни бабочка в размерах не прибавляют. Отсюда и чудовищный аппетит, и удивительно быстрый рост гусеницы. В среднем за период жизнедеятельности ее вес увеличивается примерно в 100 раз.
Рост гусеницы протекает через несколько линек[2] (обычно пять). После нескольких дней непрерывного питания кожа уже не может больше растягиваться, и личинка вынуждена прекратить есть. Ее рост приостанавливается, а под старой кожей за несколько дней образуется новая, при этом сбрасывая старую. Затем снова начинает есть и расти. Обычно гусеница живет несколько недель, за исключением отдельных видов, и в нашем случае – ее рост протекал в течении двух недель. По окончании роста гусеница перестает питаться. Личинка прядет маленькую подушечку и прикрепляет ее к веточке (или к травинке), коре. После короткого отдыха гусеница начинает усиленно извиваться – пока не лопнет кожа около головы. [1,3]
Куколка
В последние мгновения жизни гусеницы, когда она сбрасывает кожу, появляется куколка. Сразу после рождения куколка бабочки оказывается как бы открытой: ее ноги и крошечные крылья не прилегают плотно к туловищу, и из-за мягкости кутикулы (наружной оболочки) их можно отогнуть. Но кутикула быстро затвердевает, и все конечности приклеиваются к телу застывающей жидкостью. Ноги и крылья уже не могут быть отделены, однако они вполне заметны, т.к. оконтурены бороздками. На первый взгляд вытянутая, с заостренным задним концом куколка похожа на гусеницу. Но при внимательном рассмотрении заметны некоторые признаки взрослой особи: зачатки крыльев, контуры головы, хоботка, усиков, брюшка… Плотная оболочка куколки полностью лишена волосков, хотя в нашем случае – куколка покрыта редкими волосками. Куколка всегда неподвижна, хотя иногда и может шевелить брюшком. При рассмотрении куколки – нужно быть предельно осторожным, поскольку шевелить, брать ее в руки, переворачивать – нельзя – это может повредить нормальному образованию взрослой особи. Хотя куколка ничего не ест и неподвижна, она дышит, испаряет воду и, расходуя накопленные гусеницей запасы, получает необходимую для внутренних изменений энергию. А изменения эти значительны: гусеница резко отличается от бабочки, поэтому переход во взрослое состояние требует коренной перестройки всей анатомии насекомого. Подобные преображения происходят в фазе куколки и начинаются с распада органов гусеницы. Они превращаются в жидкую массу, состоящую из обогащенной продуктами распада крови. Процесс захватывает пищеварительную систему и мышцы (поэтому куколка неподвижна), но развитие нервной и половой систем не прерывается. На следующем этапе метаморфозы образуются органы взрослой бабочки. [1,3]
Чтобы не мешать процессу, куколка [3] была оставлена в среде окукливания (картонный контейнер) и оставалась под наблюдением в укромном месте. Развитие насекомого в куколке, в нашем случае – продолжалось около четырех недель.
Рождение чуда (бабочка)
Примерно за сутки до выхода бабочки оболочка куколки становиться маслянисто – прозрачной, и иногда сквозь покровы можно разглядеть даже цвет крыльев. Созревая, бабочка начинает двигаться, в результате куколка лопается, в результате куколка лопается вдоль головы и переднего края крыльев. Бабочка, цепляясь ногами за край разорванной оболочки, выползает наружу. Из куколки сначала появляются ноги, затем последовательно усы, голова, маленькие лепестки – крылья.
И вот перед нами странное существо - влажное, с крошечными бесформенными сморщенными крыльями и раздутым от жидкости туловищем Обычного размера только усы и ноги. Вскоре мышцы бабочки начинают накачивать жидкость – кровь из раздутого туловища – в жилки крыльев. Когда жилки полностью заполнятся, крылья приобретают свою величину и форму. Этот процесс длится около часа, и наблюдать его поразительно интересно. При заполнении жилок жидкостью бабочка ритмично раскрывает и закрывает крылья. Постепенно движение замедляется, а в конце прекращается вовсе. Какое-то время бабочка сушит крылья, вскоре они окончательно окрепнут, и она сможет летать. И вот это чудо свершилось – пройдя полный цикл – от яйца и гусеницы – до существ, в нашем случае – (Limantridae – Еuthrix albomaculata)[4] Волнянки Эутрикс белопятнистой, оранжевая с белыми пятнами на крыльях, вся покрытая пушистой пыльцой.
Заключение
1. В процессе работы я изучила биологию бабочек, т.е. их морфологические признаки, особенность питания, развития.
2. По ходу моей работы я освоила методы проведения эксперимента развития бабочки на примере Limantridae – Еuthrix albomaculata Волнянки Эутрикс белопятнистой в домашних условиях.
3. В результате проведенного мною эксперимента по развитию бабочки (Limantridae – Еuthrix albomaculata Волнянки Эутрикс белопятнистой) и другие в процессе развития проходят несколько стадий.
- яйцо
- личика (гусеница)
- куколка
- взрослое насекомое – бабочка
То есть, бабочки имеют непрямое развитие (с превращением). Их развитие проходит через стадии: яйца, личинка (гусеница), которая совсем не похожа на бабочку, питается другой пищей и стадию неподвижной куколки. На стадии куколки насекомое не двигается, не питается, у нее образуются органы взрослого насекомого (крылья, мышцы и др.), а также происходит формирование систем: пищеварительной, нервной, половой, и как итог – зрелое насекомое.
4. Работая над экспериментом, я доказала, что развитие бабочки возможно с участием человека (в определённых условиях), что даёт дополнительные возможности пополнения популяции, делая тем самым это – актуальным решением в борьбе с исчезновением отдельных видов.
5. Таким образом, восполняя популяцию отдельных видов, мы сохраняем эко баланс нашей планеты, тем самым давая моему эксперименту практическое применение.
Но главный итог моих наблюдений за происходящими процессами и познание микромира на примере одного насекомого – я стала свидетелем образования, развития и рождения необыкновенного, еще одного чуда природы - появления бабочки, получая ещё и эстетическое удовольствие, созерцая происходящее.
*При выполнении данный работы была оказана мне помощь руководителем в следующих моментах: оформление и представление готового эксперимента.
Список литературы
1. Бабочки мира / ред.группа: Л.Каабак, А. Сочивко и др. -М.:Мир энциклопедий Аванта +, Астрель, 2011.-184с.:ил.- (Самые красивые и знаменитые).
2. Периодическое издание «Наша флора и фауна». /Под ред. П.Звонов. -Изд.:ООО «ИглмоссЭдишинз», 2013.-30с.
3. Самые красивые в мире: бабочки и др. / пер.с яп. Д.И. Гаврюшина. – М.: Астрель,2012.-207с.
Источники
1. Материалы кафедры энтомологии МГУ имени М.В.Ломоносова // [Электронный ресурс] (дата обращения 22.10.2019).
2. Музей книги Российской государственной библиотеки// [Электронный ресурс] (дата обращения 10.12.2019).
3. Энтомологи и коллекционеры: В.К.Тузов, Е.А.Тарасов, С.В.Чуркин// [Электронный ресурс] (дата обращения 13.05.2019).
Самые красивые в мире: бабочки и др. / пер.с яп. Д.И. Гаврюшина. – М.: Астрель,2012.-207с.
Приложения
| Рисунок 1 |
| Гусеница бабочки Кистехвостки обыкновенной |
| Рисунок 2 |
| Взрослая особь Limantridae – Еuthrix albomaculata Волнянка Эутрикс Белопятнистой |
Куколка и линька гусеницы Бражника молочайного
| Рисунок 3 |
Куколка и только, что появившиеся взрослая особь