Строение и жизненный цикл чешуекрылых

Чешуекрылые насекомые - т. е. бабочки и мотыльки - впервые появились на Земле более 100 млн. лет назад, в эпоху динозавров, и наделены множеством хитроумных приспособлений, помогающих выжить в полном опасностей окружающем мире.

Чешуекрылые насекомые встречаются почти во всех уголках мира, за исключением Северного и Южного полюсов. Они приспособились к разнообразным условиям обитания. Одни живут высоко в горах, другие - на затерянных в океане островах, а некоторые мотыльки проводят большую часть жизни в водной среде рек и озер.

С первого взгляда бабочку довольно трудно отличить от мотылька, ибо у них много общих черт. Однако головка бабочки украшена булавовидными усиками, а почти у всех мотыльков усики тонкие и заостренные либо ВлмохнатыеВ». Имеются различия и в способе крепления к туловищу передних и задних крыльев, а также целый ряд менее приметных особенностей. К примеру, большинство мотыльков ведет ночной образ жизни, а бабочки - дневные существа. Хотя в природе существуют дневные мотыльки и ночные бабочки. Люди склонны считать мотыльков ВлневзрачнымиВ» существами - бурыми мохнатыми тварями, которые в сумерках копошатся вокруг горящей лампы. На самом деле, существует множество ослепительно ярких мотыльков и неприметных бабочек. К тому же, если бабочек чуть больше 15 тысяч видов, то мотыльков па планете свыше 150 тысяч.

1. Жизненный цикл чешуекрылых

Весь жизненный цикл чешуекрылых делится на 4 стадии: яйцо, гусеница (личинка), куколка и взрослая особь, т. е. летающая бабочка или мотылек. Последняя стадия обеспечивает расселение вида на новых территориях, а также является репродуктивной фазой, во время которой происходит спаривание. Самки откладывают одно или целую гроздь яиц на растении либо другом источнике питания для будущих гусениц. Если самка неудачно подберет место для будущего потомства, появившиеся на свет гусеницы погибнут от голода. Некоторые виды бабочек, гусеницы которых всеядны, откладывают яйца, просто рассыпая их в полете.

Из яиц вылупляются гусеницы - червеобразные существа, состоящие из ряда хитиновых колец. Они очень много едят и несколько раз линяют, с каждым разом становясь все крупнее. Гусеницы наделены чуткими органами чувств, помогающими им уцелеть и не попасть на обед многочисленным хищникам.

Этот ползающий народец поражает разнообразием форм, размеров и цветов. Многие гусеницы умело маскируются в листве. Другие же, напротив, чрезвычайно ярко окрашены. Так, гусеница киноварной бабочки, которая кормится листьями ядовитого крестовника, сама ядовита, о чем и предупреждает врага ярким одеянием. Большинство гусениц питаются растениями, но некоторые не прочь поживиться другими насекомыми. Отдельные виды гусениц ВлпасутсяВ» в скоплениях тлей или щитовок, которые часто встречаются на растениях. Есть и Влузкие специалистыВ», вроде гусениц гавайской пяденицы, которые даже ловят мух. Уцепившись задними ножками за ветку, они неподвижно замирают, словно обломанный сучок, и ловко хватают зазевавшихся мошек.

Мощные, хорошо развитые челюсти позволяют гусеницам пережевывать даже весьма жесткие материалы. Например, гусеницы платяной моли (распространенного домашнего вредителя) без труда прогрызают толстые шерстяные ковры. Переварить искусственные волокна они не могут, но повредить - сколько угодно, и поэтому с платяной молью приходится вести нешуточную борьбу.

Боб-попрыгун - маленькое зернышко мексиканского растения (ненастоящей фасоли) - подпрыгивает, потому что засевшая внутри гусеница энергично извивается всем телом. Как только она прогрызет семечко насквозь, скачки прекратятся.

Некоторые виды гусениц наносят значительный урон сельскому хозяйству, уничтожая хлопок, зерновые культуры или капусту.

Другие вредители берутся за дело, когда урожай уже собран, нанося не меньший ущерб.

Однако есть и полезные гусеницы. В некоторых районах Австралии обитающие в палой листве личинки бабочек перерабатывают ее в органическое вещество (гумус), выполняя обычную работу земляных червей.

Третья стадия жизни чешуекрылого насекомого - куколка. Все без исключения бабочки и мотыльки проходят через эту стадию метаморфоза, или превращения ползающей гусеницы во взрослую крылатую особь. Гусеница прекращает поедание корма и находит безопасное местечко, чтобы сбросить внешний покров, спрясть кокон и окуклиться (полинять с превращением в куколку). Ее прочная оболочка защищает насекомое в период полной реорганизации его организма.

Данный этап развития называют Влфазой покояВ», т. к. внешне куколка не проявляет никаких признаков жизни. Между тем, внутри нее непрерывно кипят бурные процессы. Все анатомические структуры личинки разрушаются, и материал их используется для построения взрослого насекомого (имаго). Наконец, когда превращение подходит к концу, из куколки выбирается помятое неуклюжее существо, совершенно не похожее на крылатую красавицу-бабочку. Однако по мере наполнения прожилок жидкостью крылья постепенно расправляются, отвердевают, и вот перед нами ослепительно прекрасная юная бабочка, готовая вспорхнуть и улететь.

2. Анатомия бабочек и мотыльков

Каждая часть тела взрослой формы представляет собой ряд армированных сегментов из прочного вещества, называемого хитином. Но гораздо больший интерес представляют многочисленные чуткие детекторы, снабжающие чешуекрылых насекомых информацией об окружающем мире.

У всех представителей данного вида примерно одинаковое строение головы, где расположены основные детекторы движения. Здесь находится головной мозг, а также сложные фасеточные глаза, чутко улавливающие малейшее движение. Все чешуекрылые отличаются острым зрением, но многие мотыльки способны улавливать и ультразвуковые волны, излучаемые их главным врагом летучими мышами. Некоторые мотыльки даже издают особый звук, сбивающий с толку ВлрадарВ» летучей мыши, из-за чего та не может найти добычу.

Длинные ВлщупикиВ», или усики, в верхней части головы служат для улавливания запахов и колебаний воздуха. Они чутко реагируют на малейший след запаха самки или источника пищи, издалека донесшийся с ветром. Следуя за полосой запаха по мере его усиления, насекомые добираются до его источника. Лапками они пробуют растение на вкус, а самки находят на ощупь место, для откладывания яиц.

Ниже расположен свернутый спиралью язычок, или хоботок, - орган питания, который по желанию хозяина может распрямляться и скручиваться. С помощью хоботка чешуекрылые насекомые высасывают из цветков нектар, являющийся их основным кормом. Нектар нередко запрятан в глубине крупного цветка, и чтобы добраться до него, бабочка распрямляет хоботок. Не все чешуекрылые имеют развитый хоботок, и многие взрослые особи вообще ничего не едят, живя за счет накопленных гусеницей запасов.

Размах крыльев самого крупного мотылька - южноамериканской совки - превосходит 300 мм. Это примерно в 100 раз больше размаха крыльев мельчайшей моли-минера, не превышающего 3 мм. У многих мотыльков крылья имеют весьма необычную форму. Так, целая группа мелких мотыльков получила название веерниц, т. к. их крылышки разделены на шесть отдельных сегментов. А у некоторых африканских пестрянок задние крылья удлинены в форме узкого вымпела.

У многих видов мотыльков (но не бабочек) - нелетающие самки с едва обозначенными крылышками, а то и вовсе без них. Зато все самцы имеют хорошо развитые крылья и способны летать. Мотыльки-островитяне отличаются крошечными крыльями и чаще передвигаются прыжками, чем летают. Дело в том, что летающее насекомое может быть легко отнесено ветром в море, где наверняка погибнет. У этих видов крылышки полностью сформированы уже в момент выхода из куколки и больше не растут.

Своим научным названием ВллепидоптерыВ», или ВлчешуекрылыеВ», бабочки и мотыльки обязаны той тончайшей пыльце, которая остается у нас на пальцах от малейшего прикосновения к их крыльям. Каждая микроскопическая чешуйка окрашена в свой цвет и имеет ребристую поверхность. Все они уложены внахлест на крыльях и туловище насекомого, словно черепица на крыше, образуя причудливые разноцветные узоры.

Природа щедро наделила бабочек и мотыльков богатейшим спектром красок и узоров, соперничать с которым могут разве что цветы. Пигментация чешуекрылых насекомых выполняет несколько функций. Одна из них - стать заметными для полового партнера. Рисунок па крыльях служит камуфляжем, помогая спрятаться от хищников. Иногда камуфляж так хорош, что неподвижную бабочку или мотылька не отличить от листка или веточки. Даже имитация дырочек на крыльях напоминает по виду изъеденный гусеницами листок. Черно-белая мозаика на крыльях некоторых мотыльков похожа на пятнышки птичьего помета.

Поскольку бабочки и мотыльки не кусаются и не жалят, им приходится прибегать к другим способам самозащиты, и яркий наряд нередко служит предостережением: Влне тронь меня, я невкусныйВ». В организме многих чешуекрылых содержится яд, взятый из растений, которыми они питаются. Для них он совершенно безвреден, но крайне неприятен для птиц и других хищников, и, обнаружив, например, что яркая бабочка несъедобна, птица в дальнейшем будет избегать насекомых с похожей окраской.

Некоторые неядовитые чешуекрылые копируют пигментацию ядовитых насекомых. Это явление называется мимикрией. Иные мотыльки принимают особые угрожающие позы, подражая жалящим осам. У многих бабочек и мотыльков на крыльях имеются ярко окрашенные кружки, или ВлглазкиВ», похожие на настоящие глаза, которые могут отпугнуть мелкого зверька, готового схватить насекомое. В состоянии покоя крылья бабочки обычно сложены, и ВлглазковВ» не видно, но потревоженное насекомое мгновенно распахивает крылья, нападающий пугается, а насекомое успевает упорхнуть.

Из века в век люди восхищаются великолепными цветами и узорами чешуекрылых. Бабочек можно увидеть и на росписях древнеегипетских гробниц, и на средневековых китайских картинах на шелке, и на полотнах современных художников.

3. Сельскохозяйственное значение бабочек

Бабочки опыляют многие растения. Чешуекрылые насекомые часто используются как средство биологической борьбы с сорняками, Классическим примером служит завоз в Австралию крошечной кактусовой огневки для борьбы с непомерно разросшейся опунцией. Заросли этого кактуса оккупировали огромные площади овечьих пастбищ, а гусеницы огневки, питаясь мякотью кактуса, повреждали его, вызывая гниение и гибель растения. Благодаря этому опунцию удалось уничтожить, и обширные угодья вернулись в сельскохозяйственный оборот.

Чешуекрылые насекомые служат кормом для многих животных, в том числе тех, что идут в пищу человеку - например, для кур и гусей. Иными словами, они входят в пищевую цепочку, от которой зависит и наша жизнь. Бабочки чутко реагируют на малейшие изменения в природе и благодаря яркому наряду являются прекрасными индикаторами состояния окружающей среды. Чем богаче данная местность различными видами бабочек и чем больше их численность, тем здоровее природная среда.

Не стоит забывать еще об одном, казалось бы, весьма неожиданном использовании чешуекрылых: весь натуральный шелк получен из тончайших нитей, которые прядут гусеницы шелкопряда. Возможно, в наш век искусственных волокон мы не особенно нуждаемся в натуральном шелке, но он по-прежнему является самым желанным материалом для изготовления изысканной одежды.

Однако помимо полезных чешуекрылых, существует немало видов, гусеницы которых питаются сельскохозяйственными растениями. Эти вредители нападают на зерновые культуры, плодовые деревья и даже на хвойные леса, иногда полностью уничтожая их.

Мысль о том, что бабочки и мотыльки способны, подобно птицам, перелетать на большие расстояния, утвердилась в науке сравнительно недавно. Они совершают дальние перелеты в погоне за теплом и солнцем. В средиземноморском регионе джерсейские волнянки тысячами слетаются к небольшому водопаду на острове Родос. Это настолько красочное зрелище, что люди довольно долго принимали этих мотыльков за бабочек, и названный ВлДолиной бабочекВ» заповедный уголок стал местом массового паломничества туристов. В Австралии огромные стаи не столь колоритных мотыльков богонг совершают дальние путешествия в Австралийские Альпы, где впадают в спячку сухим и жарким летом. Осенью они возвращаются на равнины, где их массовые скопления временами создают серьезные проблемы. Этих мотыльков австралийские аборигены собирали в горах себе в пищу.

Пожалуй, наилучшими документальными свидетельствами являются миграции бабочек данаид на территории Соединенных Штатов - отчасти благодаря тому, что они довольно велики и странствуют по густонаселенным территориям. Эти бабочки зимуют в огромных общих гнездовьях во Флориде, Калифорнии и Нью-Мексико, где миллионами собираются в относительно небольших убежищах. Полюбоваться на них съезжается множество туристов. Весной бабочки мигрируют на север, и по дороге самки повсюду откладывают яйца. Из яиц выводится следующее поколение и мигрирует все дальше на север, до самой Канады. С приближением холодов бабочки снова пускаются в дальний путь на зимние квартиры. Время от времени данаиды появляются в Европе, возможно, перелетая через Атлантику. Однако на этот счет нет единого мнения, ибо эта бабочка успешно прижилась на Канарских островах, и европейские индивиды могут появляться именно оттуда.

В Европе ничуть не меньше бабочек-мигрантов, которые весной и летом залетают далеко на север. Правда, эти перелеты не столь зрелищны, как массовые миграции данаид, - просто нам иногда попадаются на глаза красавицы нимфалиды, репейницы или обыкновенные хоботники. Северный климат слишком суров для этих бабочек и мотыльков, и зимуют они на юге Европы или даже в Северной Африке. Едва весна начнет свое продвижение на север, бабочки тотчас трогаются в путь и к началу лета добираются до Скандинавии. К осени большинство бабочек погибает, но есть предположение, что некоторые из них мигрируют обратно на юг, хотя достоверных подтверждений этому нет. Если в результате глобального потепления климат станет жарче, эти странники, возможно, смогут зимовать и на севере.

Заключение

Бабочки и мотыльки, принадлежащие к отряду чешуекрылых, имеют большое значения для хозяйственной деятельности человека в качестве опылителя и звена пищевых цепей.

Чтобы сохранить бабочек во всем их нынешнем разнообразии, необходимо принимать меры по сохранению мест их обитания, т. к. деятельность человека приводит к глобальным переменам в природной среде.

На бабочках мгновенно сказываются малейшие изменения в растительном мире мест их обитания, вызванные строительством или осушением земель. Если бабочки будут предоставлены сами себе, они не только покинут освоенную человеком территорию, но могут совершенно исчезнуть. К примеру, оставленные без присмотра луга постепенно зарастают деревьями, и луговые бабочки уходят оттуда навсегда. Все эти неуловимые перемены происходят буквально повсюду.

Популяции бабочек и мотыльков колеблются из года в год, но, задавшись целью выяснить, сколько видов этих насекомых обитает в данной местности, мы, как правило, замечаем перемены в популяциях только дневных бабочек.

Бабочки чутко реагируют на климатические изменения. Для многих бабочек Великобритания является самой дальней окраиной их ареала. Эти коренные обитатели Южной Европы лишь краешком крыла зацепились за южную оконечность Британских островов. Возможно, благодаря глобальному потеплению они распространятся дальше на север, но при этом пострадают бабочки, обитающие в умеренных, более прохладных регионах. Для отслеживания климатических перемен в разных уголках мира создаются карты распространения различных видов бабочек. На основе этих карт осуществляется мониторинг численности различных популяций из года в год. Таким способом можно выявить случаи резкого сокращения популяций тех или иных насекомых и принять меры по их спасению.

Список литературы

1. Бей-Биенко Г. Я. Общая энтомология. тАУ М.: Высшая школа, 1980. тАУ 416 с.

2. Захваткин Ю.А. Курс общей энтомологии. тАУ М.: Либроком, 2009. тАУ 368 с.

3. Росс Г., Росс Ч., Росс Д. Энтомология. тАУ М.: Мир, 1985. тАУ 576 с.

4. Чайнери М. Бабочки. тАУ М.: АСТ, 2002. тАУ 256 с.

Вместе с этим смотрят:

G-белки и их функция

Австралопитеки - обезьянолюди или человекообезьяны?

Адаптация микроорганизмов в экстремальных условиях космоса

Адвентивна флора Чернiгiвськоi областi: iсторiя формування та сучасний стан

Адсорбция ионных и неионных поверхностно-активных веществ (ПАВ)