Бабочки
Содержание:
Возникновение и развитие отряда
Возникновение и развитие отряда произошло, вероятно, в меловом периоде. Древнейшие Microptyregidae известны из отложений второй половины нижнего мела (Ливан и Забайкалье). Как отряд насекомых, чешуекрылые отличались активными растительноядными личинками, питавшимися зелёными тканями растений, и крылатой взрослой фазой (имаго), первоначально обладавшей малой активностью и слабо развитым ротовым аппаратом. По мере своей эволюции, путём несложной перестройки их ротовые органы удлинились и образовали мягкий и длинный хоботок, способный всасывать жидкости, что позволило им активно питаться нектаром. Длительность жизни и абсолютные размеры крылатой фазы увеличилась, а полёт улучшился. Также чешуекрылые выработали различную яркую окраску крыльев, на которых возникли сложные рисунки. Появление яркой окраски чешуекрылых, несомненно, в некоторой степени отражает их тесные связи с покрытосеменными (цветковыми) растениями, цветки которых они посещают для питания нектаром. Бурный расцвет чешуекрылых непосредственно связан с распространением цветковых растений, который произошёл в середине мелового периода — около 100 млн. лет назад. Бабочки, в свою очередь, способствовали распространению цветковых растений, выступая в роли их опылителей. Несомненно, цветковые растения оказали большое и решающее влияние на эволюцию всего отряда.
История становления чешуекрылых и покрытосеменных растений является ярким примером сингенетического развития двух групп организмов, которое протекало относительно быстрыми темпами в обеих группах организмов.
Внутреннее строение
Нервная система
Бабочки имеют совершенную нервную систему и органы чувств, благодаря чему они прекрасно ориентируются в окружающей обстановке, быстро реагируют на сигналы опасности. Нервная система, как и у всех членистоногих, состоит из окологлоточного кольца и брюшной нервной цепочки. В голове в результате слияния скоплений нервных клеток образуется головной мозг. Эта система руководит всеми движениями бабочки, кроме таких непроизвольных функций, как циркуляция крови, пищеварение, дыхание. Исследователи полагают, что данные функции контролирует симпатическая нервная система.
Кровеносная система
Кровеносная система, как у всех членистоногих, незамкнутая. Кровь непосредственно омывает внутренние органы и ткани, находясь в полости тела, передавая им питательные вещества и унося к органам выделения вредные продукты жизнедеятельности. Она не участвует в переносе кислорода и углекислого газа, то есть в дыхании. Ее движение обеспечивается работой сердца — продольной мускулистой трубки, расположенной в спинной части над кишечником. Сердце, ритмично пульсируя, гонит кровь в головной конец тела. Обратному току крови препятствуют клапаны сердца. Когда сердце расширяется, кровь поступает в него из задней части тела через его боковые отверстия, снабженные клапанами, которые не допускают обратного оттока крови. В полости тела, в отличие от сердца, кровь течет от переднего конца к заднему, а затем, попадая в сердце в результате его пульсации, снова направляется к голове.
Дыхательная система и выделительная система
Дыхательная система представляет собой густую сеть разветвленных внутренних трубочек – трахей, по которым воздух, попадая через наружные дыхальца, доставляется непосредственно ко всем внутренним органам и тканям.
Выделительная система – это пучок тонких трубочек, так называемых мальпигиевых сосудов, расположенных в полости тела. Они на вершинах замкнуты, а основаниями открываются в кишечник. Продукты обмена отфильтровываются всей поверхностью мальпигиевых сосудов, а потом внутри сосудов превращаются в кристаллы. Затем они попадают в полость кишечника и вместе с непереваренными остатками пищи выделяются из организма. Некоторые вредные вещества, особенно яды, накапливаются и изолируются в жировом теле.
Половая система
Половая система самок состоит из двух яичников, в которых происходит образование яиц. Яичники, переходя в трубчатые яйцеводы, основаниями сливаются в единый непарный яйцевод, по которому зрелые яйца выводятся наружу. В половой системе самки имеется семяприемник – резервуар, куда поступают сперматозоиды самцов. Зрелые яйца могут оплодотворяться этими сперматозоидами. Органы размножения самца – это два семенника, переходящие в семяпроводы, которые объединяются в непарный семяизвергательный канал, служащий для выведения спермы.
Общая численность
Павлиний глаз
Отряд чешуекрылых по видовому разнообразию несомненно выделяется среди таксонов подобного ранга. Чешуекрылые являются одной из крупнейших групп насекомых, включающей в себя по состоянию на август 2013 года — 158 570 видов, в том числе 147 ископаемых таксонов. Предполагается, что до 100 000 видов остаются всё ещё не известными науке и, таким образом, общее число существующих на планете видов чешуекрылых может быть оценено приблизительно в 200 000 — 225 000 видов. На территории России встречается 2166 родов и 8879 видов.
Чешуекрылые являются весьма разнообразными, а большинство их видов плохо изученными. Некоторые из описанных видов известны по находкам из одной-единственной местности либо даже по единственному экземпляру. Истинная оценка общего количества существующих видов никогда не будет известна, потому что многие виды вымерли ещё до их обнаружения. Систематика бабочек, представленная в различных работах, отражает различные взгляды их авторов и является, вне всякого сомнения, дискуссионной. Имеются споры, посвященные систематическому положению или необходимости сохранения статуса некоторых подвидов или видов. Исследования ДНК свидетельствуют, что некоторые из известных в настоящее время видов должны быть разделены. Хорошо известным примером является случай, когда на первый взгляд идентичные Colias alfacariensis и Colias hyale, ранее считавшиеся одним видом, были разделены на два, после того как были обнаружены существенные различия в строении их гусениц и куколок.
Строение
Общее строение чешуекрылых
Как у всех насекомых, тело бабочек делится на три главных отдела: голову, грудь и брюшко. Снаружи оно защищено твёрдым хитиновым покровом, образующим наружный скелет.
Пигменты и окраска
Лимонница (Gonepteryx rhamni). Пример пигментной окраски крыльев.
Сатир Cithaerias esmeralda. Прозрачные крылья почти полностью лишены чешуек.
Морфо аматонте (Morpho amathonte). Пример оптической окраски крыльев.
Внешний вид и окраска крыльев бабочек имеют важную роль в повышении их выживаемости. Это и защитный камуфляж, внутривидовое половое распознание при спаривании, и апосематическая демонстрация. Окраска крыльев чешуекрылых может быть пигментной (зависит от содержащихся пигментов), оптической (зависит от преломления света) и комбинационной (сочетающая два предыдущих типа окраски). Яркая окраска крыльев некоторых бабочек (например, таких крупных и эффектно окрашенных бабочек как Ornithoptera) контролируется двумя основными механизмами: диффузным отражением падающего света от мультислоёв и спектральной фильтрацией внутреннего пигмента.
Каждая пигментная чешуйка содержит в себе только один пигмент. Наиболее часто это меланин, придающий чёрный и коричневый цвета, и липохромы каротиноиды — характеризующиеся светочувствительностью и обуславливающие жёлто-зелёную, жёлтую, бурую, оранжевую и красную окраску. Флавоноиды обеспечивают окраску жёлтого, белого, красного и коричневого цветов. У белянок жёлтая окраска обусловлена пигментом ксантоперином и пуриновыми основаниями, образующимися из накопленной мочевой кислот.
Выделяют два типа пигментов — диффузные и зернистые. Первые окрашивают хитин, но у чешуек пигменты содержатся в рельефе, а хитиновая пластинка часто лишена пигмента либо слабо окрашена. Зернистые пигменты имеются только у представителей семейства белянки (Pieridae), и погружены в хитиновую оболочку чешуек.
Расположение различно окрашенных чешуек на крыле закономерно и образует сложные рисунки, характерные для каждого вида, а часто и систематической группы.
При оптической окраске в чешуйках крыльев возникает тонкослойная интерференция. Пигмент в нижней части этих чешуек не пропускает свет и придаёт бо́льшую яркость интерференционной окраске. Лучи света, проходя через чешуйки, отражаются как от их внешних, так и от внутренних поверхностей, и в результате два отражения накладываются и усиливают друг друга. Среди обладающих металлической окраской чешуек бабочек можно различить два типа: с морщинистыми пластинками чешуек и косыми параллельными бороздками (морфиды); и с гораздо более толстой верхней пластинкой, которая является относительно ровной (урании).
Чешуекрылые с оптической окраской крыльев — морфиды, урании и отчасти парусники, некоторые виды нимфалид, голубянок, белянок и некоторые другие.
Своеобразны сатиры рода Cithaerias из Южной Америки, крылья которых, утратив чешуйки, стали прозрачными, и только на задних крыльях сохраняются типичные для сатиров «глазки». Частично прозрачные крылья также имеют некоторые виды геликонид, стеклянниц, бражников.
Филогения и эволюция
Основная статья: Эволюция чешуекрылых
Древнейшие находки представителей Papilionoidea датируются олигоценом. Характерными особенностями олигоценовой фауны является резкое преобладание нимфалид (Nymphalidae) подсемейства Nymphalinae и большое разнообразие Libytheinae. В миоцене систематический состав булавоусых чешуекрылых, видимо, уже приближается к современному; в это время впервые обнаруживаются такое крупное современное семейство, как голубянки (Lycaenidae). Отсутствие доолигоценовых находок Papilionoidea может быть связано с тем, что более древние бабочки известны, главным образом, из ископаемых смол (янтаря), где крупные насекомые практически не встречаются. Поэтому весьма правдоподобно, что бабочки с открыто живущими гусеницами появились только лишь в олигоцене. Преобладание среди них форм, экологически связанных предположительно с древесной и кустарниковой растительностью (Nymphalinae, Libytheinae) или с лианами (примитивные парусники) при отсутствии многих важных групп, являющихся связанными с травянистыми растениями (Nymphalidae, Satyrinae, Lycaenidae и др., появляющиеся только лишь в миоцене), является отражением слабого развития открытых травянистых ландшафтов в палеогене и резкое увеличение их площади в неогене.
Самым древним из ныне живущих представителей Papilionoformes, по-видимому, является Baronia brevicornis — реликтовый вид, эндемик Мексики. Он характеризуется общими чертами с ископаемым таксоном Praepapilio и считается самым примитивным сохранившихся видом группы Papilionidae.
Примечания
- Львовский А. Л., Моргун Д. В. Определители по флоре и фауне России. Выпуск 8 // Булавоусые чешуекрылые Восточной Европы. — М.: Товарищество научных изданий КМК, 2007. — 443 с. — 2000 экз. — ISBN 978-5-87317-362-4.
- Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона
- Кузнецов В. И., Стекольников А. А. Система и эволюция инфраторядов чешуекрылых (Lepidoptera: Micropterigomorpha Papilionomorpha) с учетом функциональной морфологии гениталий // Энтомол. обозр. — 1978. — Т. 57, Вып. 4. — С. 870—890.
- Scoble M. J. (1986). The structure and affinities of the Hedyloidea: a new concept of the butterflies. Bull. Brit. Mus. (nat. Hist.) (Ent.) 53: 251—286.
- Орлов Ю. А. Основы палеонтологии (в 15 томах). Том 09. Членистоногие — трахейные и хелицеровые. М.: Издательство Академии наук СССР, 1962. — 507 с.
- Alain Eid & Michel Viard. Les Papillons du Monde. — Les Editions Hatier, Paris, 1996.
- ↑ Ламперт К. Атлас бабочек и гусениц. — Минск: Харвест, 2003. — 735 с. — 5000 экз. — ISBN 985-13-1664-4.
- Richards O. W., Davies R. G. A General Textbook of Entomology. — 9th edn. — N. Y., NY, USA: E. P. Dutton, 1960
- Каабак Л. В., Сочивко А. В. Бабочки мира. — М.: Аванта+, 2003. — ISBN 5-94623-008-5.
- ↑ Акимушкин И. И. Мир животных. — М.: Мысль, 1993. — Т. 3. — ISBN 5-244-00444-1.
- Бродский А. К. Механика полёта насекомых и эволюция их крылового аппарата / ЛГУ им. А. А. Жданова. — Л.: Изд-во ЛГУ, 1988. — 206 с., илл.
- Smart P. The Illustrated Encyclopedia of the Butterfly World. — Transworld Publishers Ltd, 1981. — 274 p. — ISBN 0-552-98206-7.
- Определитель насекомых Дальнего Востока России. Т. V. Ручейники и чешуекрылые Ч. 1 / под общ. ред. П. А. Лера. — Владивосток: Дальнаука, 1997. — 540 с. — 500 экз. — ISBN 5-7442-0986-7.
- Герасимов А. М. Гусеницы. — 2-е. — Москва, Ленинград: Издательство академии наук, 1952. — Т. 1. — (Фауна СССР).
- Савчук В. В. Атлас бабочек и гусениц Крыма. — Симферополь: Бизнес—Информ, 2013. — С. 7. — 296 с. — ISBN 978-966-648-331-0.
- Моуха Йозеф. Бабочки. — Прага: Артия, 1979. — С. 15—17. — 189 с.
- Martin Hering. Biologie der Schmetterlinge. — Berlin: Springer-Verlag, 1926. — P. 73. — 482 p.
- Kaufman, Kenn; Brock, Jim P. «Coppers and Harvester». Kaufman Field Guide to Butterflies of North America. — Houghton Mifflin Books, 2003. — P. 80—81.
- Beck J., Mühlenberg E., Fiedler K. Mud-puddling behavior in tropical butterflies: In search of proteins or minerals? // Oecologia. — 1999. — № 119. — P. 140—148.
- Тинберген Н. Поведение животных. — М.: Мир, 1978. — 192 с., илл. с.
- ↑ d’Abrera B. World Butterflies. — Hill House Publishers, 2006. — 272 p. — ISBN 0-947352-46-5
- Smart P. The Illustrated Encyclopedia of the Butterfly World in colour. London, 1986. 275 p.
- Tuzov V. K. The synonymic list of the butterflies from the ex-USSR. M.: Rosagroservice, 1993. 73 p.
- Коршунов Ю. П., Горбунов П. Ю. Дневные бабочки азиатской части России: Справочник. — Екатеринбург: Изд-во УрГУ, 1995. — 202 с.
- ↑ Крыжановский О. Л. Состав и распространение энтомофаун земного шара. — М.: Товарищество научных изданий КМК, 2002. — 237 с. — ISBN 5-87317-116-5 (0).
Происхождение вида и описание
Фото: Бабочка бражник
Бабочка бражник относится к членистоногим насекомым, выделена в отряд чешуекрылых, семейство бражников. Наименование одного из наиболее известных подвидов подвидов бражника – мертвая голова. Это объясняется тем, что на наружной поверхности головы нанесено изображение, напоминающее форму черепа. Именно эта бабочка является героем многих мифических сказаний и поверий.
Изучением вида и его описанием в 20 веке занимался ученый Генрих Прелл. Данный вид насекомых всегда вызывал небывалый интерес. Этих бабочек в древности считали посланниками беды и признаками неудач и болезней. Люди считали, что если данное насекомое вдруг проникает в человеческое жилище, то скоро сюда нагрянет смерть. Также имела место такая примета: если частичка крыла попадает в глаз, то скоро человек ослепнет и потеряет зрение.
Видео: Бабочка бражник
В зоологических атласах бабочка бражник встречается под названием ахеронтия атропос. В переводе с латинского языка наименование данной бабочки символизирует название одного из водных источников царства мертвых. Изначально зоологи считали, что бабочки появились на земле после появления цветочных растений. Однако впоследствии эта теория не была подтверждена. Установить точные период появления бабочек на земле проблематично. Это связано с тем, что у чешуекрылых хрупкое тело.
Находки останков древних предков современных бабочек являются большой редкостью. В основном они обнаруживались в кусочках смолы или янтаря. Самые древние находки древних предков современных чешуекрылых датируются 140-180 млн лет тому назад. Однако ученые утверждают, что первые примитивные бабочки, напоминающие по внешнему виду моль, появились на земле чуть более 280 млн лет тому назад. Данный вид бабочек подразделяется на огромное множество подвидов, каждый из которых имеет свои отличительные признаки.
Особенности бабочек
Самая характерная особенность представителей отряда бабочек, или чешуекрылых, – две пары крыльев, покрытых крохотными чешуйками, которые остаются на пальцах в виде пыльцы, если бабочку неаккуратно взять в руки. От цвета и расположения этих чешуек, складывающихся в прихотливый узор, зависит окраска крыльев бабочек. Кроме того, у некоторых видов бабочек имеются бесцветные чешуйки, преломляющие световые лучи, – они придают их крыльям металлический блеск. Яркая верхняя сторона крыльев служит для привлечения партнёра или может соответствовать окраске посещаемых цветов, а порой она отпугивает врагов или предупреждает о том, что бабочка ядовита. А окраска нижней поверхности крыльев (испод) в сочетании с их формой призвана сделать присевшую отдохнуть бабочку незаметной для врагов.
Размах крыльев молей составляет всего 3—8 мм, а некоторые тропические бабочки и павлиноглазки не поместились бы на развороте этой книги, если изобразить их в натуральную величину. Ротовые органы большинства бабочек преобразованы в мягкий, спирально закрученный хоботок, приспособленный для высасывания жидкой пищи. Одни бабочки питаются нектаром, другие – гниющими фруктами и прочей разлагающейся органикой, а некоторые бабочки, живущие всего несколько дней, вообще обходятся без пищи.
Строение бабочки
Строение гусеницы
Бабочки – насекомые с полным превращением. Из отложенных самкой яиц выходят червеобразные личинки (гусеницы). У гусеницы сегментированное, вытянутое тело с тремя парами грудных ног. Несколько пар выростов на брюшке называются ложными ножками. В отличие от взрослых особей, у гусениц ротовой аппарат грызущего типа. Многие гусеницы питаются растительной пищей, но среди них встречаются и хищники, и паразиты. Прожорливая гусеница активно растёт, периодически линяет (у некоторых видов до 40 раз), а потом окружает себя коконом из шелковистой нити и превращается в неподвижную куколку. Под твёрдыми покровами куколки происходит таинственный процесс: одни клетки уничтожают органы гусеницы, а другие создают органы бабочки. Когда метаморфоз завершается, оболочка куколки разрывается, и на свет появляется бабочка.
