Чешуекрылые (Lepidoptera) ‒ отряд насекомых с полным превращением , который часто называют просто бабочки и моли.
Что же делает чешуекрылых насекомых особенными? Как и у многих других насекомых, у взрослых чешуекрылых есть усики, сложные глаза, три пары ног, жесткий экзоскелет и тело, которое разделено на три части: голова, грудь и живот. Уникально то, что внешнее тело этих насекомых покрыто крошечными сенсорными волосками, а крылья покрыты чешуйками.
Орнитоптера ‒ большая бабочка, которая живет в тропических лесах Юго-Восточной Азии. Самцы окрашены ярко, самки ‒ тусклее. Орнитоптера королевы Александры ‒ самая большая из известных бабочек. Размах ее крыльев достигает 31 см.
Чешуекрылые ‒ это летучие насекомые . Большинство бабочек ‒ дневные насекомые, которые имеют булавовидные усики, тогда как моли преимущественно ведут ночной образ жизни и отмечаются похожими на перья усиками. Отряд чешуекрылые насчитывает более 180 000 видов в 128 семействах и 47 надсемействах. В мире известно лишь близко 18 000 видов бабочек, а все остальные представители – это моли.
Шмелевидка фото: Joseph Berger
Шмелевидка (лат. Hemaris) ‒ моль с прозрачными крылышками и тусклым телом, испещренная красными или желтыми узорами. Такая окраска делает ее похожей на осу.
На голове бабочки находятся основные сенсорные органы. Полушаровидные, хорошо развитые, сложные, фасеточного типа глаза, позволяют насекомому осознавать свое непосредственное окружение под большим углом. На нижней стороне головы находится парный хоботок, который используется для сосания нектара из цветов. Многие чешуекрылые также питаются соком деревьев, гниющими и перезревшими фруктами. Бражник мёртвая голова охотно поедает мед из гнезд и ульев пчел. Первичные зубатые моли питаются пыльцой.
Павлиний глаз ‒ большая ночная бабочка с коричневыми или белыми крылышками, украшенными большими глазоподобными пятнышками. Павлиний глаз живет в прохладных местностях, чаще всего в лесах.
Павлиний глаз
Грудная клетка чешуекрылых состоит из трех сегментов с парой ног, прикрепленных к каждому сегменту. Передняя пара ног не функциональна и более короткая в некоторых семействах бабочек. Грудная клетка также содержит мышцы полета, которые прикреплены к основанию крыльев. Внутренне грудная клетка содержит большие мышцы, которые управляют крыльями и ногами.
Нимфалиды ‒ бабочки с укороченными передними ножками, покрытыми волосками. На внешней стороне крыльев имеют узоры, а на внутренней ‒ защитную окраску. К нимфалидам принадлежат адмиралы, данаиды монархи, радужницы, морфо и носатки.
Живот содержит большую часть пищеварительного, выделительного и репродуктивного органов. В конце брюшка находятся половые аппараты, которые содержат множество характеристик, используемых в качестве помощи в идентификации видов.
Комнатная моль
Комнатная моль обычно имеет коричневый или желтый цвет. Ее маленькие личинки питаются волокном шерстяной одежды.
Чешуекрылые имеют четырехэтапный жизненный цикл: яйцо, личинка, куколка и имаго (взрослая особь). На последнем этапе бабочка подвергается полной метаморфозе. Время, необходимое для завершения метаморфоза, варьируется у каждого вида.Их жизненный цикл может включать в себя неактивный период или диапаузу на любом этапе до взрослого, который помогает преодолевать неподходящие условия окружающей среды.
Шелкопряд ‒ большая бабочка, которая живет в Азии. Ее гусеницы производят шелковую нить, которую люди используют для производства ценной ткани ‒ шелка.
Процесс размножения бабочки начинается с ухаживания, а затем спаривания. После того, как спаривание завершено, самка ищет место для откладки яиц. Важно, чтобы оно имело подходящее пищевое растение для своих личинок. На ножках чешуекрылых есть маленькие вкусовые рецепторы. Перед тем как отложить яйца на лист, они пробуют его, решая, будет ли это подходящей пищей для их потомства.Самки откладывают яйца отдельно или группами непосредственно на нижней стороне листа или на стебле пищевого растения. Яйца чешуекрылых различаются по цвету, но большинство из них обычно белые, зеленые или желтые. Позже они меняют цвет по мере того, как личинка развивается внутри.
Морфо
фото: Kara Tyler-Julian
Морфо ‒ большая бабочка голубого или зеленого цвета, живущая в тропических лесах Южной Америки. Размах ее крыльев может достигать 17 см. Взрослых особей привлекают фрукты, что забродили, и древесный сок.
Большинство бабочек испытывают пять возрастов в течение первых трех-шести недель. В период между выводом из яйца и превращением в куколку гусеница должна увеличиться в размерах не менее чем в 300 раз. Для этого она должна непрерывно кушать.Каждый раз, когда гусеница становится больше, она линяет, ‒ меняет свою кожу в процессе под названием линька. После пятой линьки, гусеница обычно перестает питаться и ищет подходящее место для окукливания. Примерно десять дней спустя, или следующей весной для видов, которые зимуют в стадии куколок, появляется взрослая особь.
фото: Jan Fischer Rasmussen
Парусник (лат. Papilionidae) ‒ большая разноцветная бабочка с похожими на хвосты продлениями на задних крыльях. Парусники машут крылышками очень медленно ‒ со скоростью 5 взмахов в секунду. Их гусеница имеет защитную окраску, которая делает ее похожей на птичий помет.
В более чем 200 видов бабочек встречается миграция. Многие мигрируют из-за изменения сезонных условий, перемещаясь, например, в районы, которые испытывают новый прилив роста, или в районы, более прохладные и более влажные. Другие причины миграции могут включать временную перенаселенность и поиск новых личиночных растений-хозяев. Двумя наиболее известными мигрантами являются данаида монарх (Danaus plexipppus) и репейница (Vanessa cardui).
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .
Многочисленные отряды насекомых условно делятся на две группы. У представителей первой группы вышедшие из яйца личинки похожи на взрослых особей и отличаются от них лишь отсутствием крыльев. Сюда относятся тараканы, кузнечики, саранча, клопы, богомолы, палочники и др. Это насекомые с неполным превращением. У второй группы из яиц вылупляются червеобразные личинки, совсем не похожие на своих родителей, которые затем превращаются в куколок, и лишь после этого из куколок выходят взрослые крылатые насекомые. Таков цикл развития насекомых с полным превращением, К ним относятся комары, пчелы, осы, мухи, блохи, жуки, ручейники, а также бабочки.
Что такое метаморфоз и для чего он нужен?
Метаморфоз, т.е. жизненный цикл с рядом последовательных превращений – весьма удачное приобретение в борьбе за существование. Поэтому он широко распространен в природе и встречается не только у насекомых, но и у других живых организмов. Метаморфоз позволяет различным стадиям одного и того же вида избежать конкуренции между собой за пищу и за места обитания. Ведь личинка питается другой пищей и живет в другом месте, между личинками и взрослыми особями не возникает никакой конкуренции. Гусеницы грызут листья, взрослые бабочки спокойно кормятся на цветах – и никто никому не мешает. С помощью метаморфоза один и тот же вид одновременно занимает несколько экологических ниш (питание как на листьях, так и цветах в случае с бабочками), что также повышает шансы вида на выживание в условиях постоянно меняющейся окружающей среды. После очередной перемены хотя бы одна из стадий уцелеет, а значит выживет, продолжит свое существование и весь вид.
Развитие бабочек: четыре стадии жизненного цикла
Итак, бабочки относятся к насекомым с полным превращением – у них имеются все четыре стадии соответствующего жизненного цикла: яйцо, куколка, гусеница-личинка и имаго – взрослое насекомое. Рассмотрим последовательно этапы превращений у бабочек.
Яйцо
Сначала взрослая бабочка откладывает яйцо и тем самым дает начало новой жизни. Яйца в зависимости от вида могут быть круглыми, овальными, цилиндрическими, коническими, уплощенными и даже похожими на бутылку. Различаются яйца не только по форме, но и по цвету (обычно они белые с зеленым оттенком, но не так редки и другие цвета – бурый, красный, голубой и т.д.).
Яйца покрыты плотной твердой оболочкой – хорионом. Находящийся под хорионом зародыш снабжен запасом питательных веществ, очень похожим на хорошо всем знакомый яичный желток. Именно по нему различают две основные жизненные формы яиц чешуекрылых. Яйца первой группы бедны желтком. У тех видов бабочек, которые откладывают подобные яйца, развиваются малоподвижные и слабые гусеницы. Внешне они похожи на головастиков – огромная голова и худенькое тонкое тельце. Гусеницы таких видов должны начать питаться сразу же после выхода из яйца, лишь после этого они приобретают вполне упитанные пропорции. Именно поэтому бабочки этих видов откладывают яйца на кормовое растение – на листья, стебли или ветки. Размещаемые на растениях яйца характерны для дневных бабочек, бражников, многих совок (особенно стрельчаток).
Яйца бабочки капустницы
У других бабочек яйца богаты желтком и обеспечивают развитие сильных и активных гусениц. Покинув яичную оболочку, эти гусеницы сразу начинают расползаться и способны преодолевать иногда весьма значительные для них расстояния, прежде чем обнаружат подходящую пищу. Поэтому бабочкам, откладывающим такие яйца, не надо особо заботиться об их размещении – они откладывают их там, где придется. Тонкопряды, например, разбрасывают яйца по земле россыпью прямо на лету. Помимо тонкопрядов такой способ характерен для мешочниц, стеклянниц, многих волнянок, коконопрядов и медведиц.
Есть и такие чешуекрылые, которые стараются погрузить яйца в землю (некоторые совки).
Число яиц в кладке тоже зависит от вида и иногда доходит до 1000 и более, однако до взрослой стадии доживают далеко не все – это зависит от таких факторов, как температура и влажность воздуха. Кроме того, у яиц бабочек немело врагов из мира насекомых.
Средняя продолжительность стадии яйца составляет 8-15 дней, но у некоторых видов яйца зимуют и эта стадия длится месяцы.
Гусеница
Гусеница – это личинка бабочки. Обычно она червеобразная и имеет грызущий ротовой аппарат. Как только гусеница появляется на свет, она начинает усиленно питаться. Большинство личинок питаются листьями, цветами и плодами растений. Некоторым видам пищей служит воск и роговые вещества. Есть и личинки – хищники, в их рацион входит малоподвижная тля, червецы и т.д.
В процессе роста гусеница несколько раз линяет – меняет свою внешнюю оболочку. В среднем линек бывает 4-5, но есть и такие виды, которые линяют до 40 раз. После последней линьки гусеница превращается в куколку. Гусеницы бабочек, обитающих в более холодном климате, часто не успевают завершить свой жизненный цикл за одно лето и впадают в зимнюю диапаузу.
Гусеница бабочки “Махаон” Многие думают, что чем красивее и ярче гусеница, тем красивее будет развившаяся из нее бабочка. Однако, часто бывает как раз наоборот. Например, из яркой гусеницы большой гарпии (Cerura vinula) получается весьма скромно окрашенная ночная бабочка.
Куколка
Куколки не двигаются и не питаются, только лежат (висят) и ждут, расходуя накопленные гусеницей запасы. Внешне кажется, что ничего не происходит, однако этот последний этап удивительного превращения можно назвать «бурным затишьем». Внутри куколки в это время кипят очень важные жизненные процессы перестройки организма, появляются и формируются новые органы.
Куколка совсем беззащитна, единственное, что позволяет ей выжить, это ее относительная незаметность для врагов – птиц и хищных насекомых.
Куколка бабочки “Павлиний глаз” Обычно развитие бабочки в куколке продолжается 2-3 недели, однако у некоторых видов куколка является стадией, впадающей в зимнюю диапаузу.
Куколки – создания молчаливые, однако есть исключения: куколка бражника мертвая голова и куколка голубянки артаксеркс умеют… пищать.
Имаго
Из куколки выходит взрослое насекомое – имаго. Оболочка куколки лопается, и имаго, цепляясь ногами за край оболочки, при этом прилагая немало усилий, выползает наружу.
Новорожденная бабочка еще не может летать – ее крылышки маленькие, будто свернутые, и влажные. Насекомое обязательно взбирается на вертикальное возвышение, где остается до тех пор, пока полностью не расправит крылья. За 2-3 часа крылья теряют свою эластичность, отвердевают и приобретают окончательную окраску. Теперь можно совершить первый полет!
Продолжительность жизни взрослой особи варьирует от нескольких часов до нескольких месяцев, но в среднем век бабочки составляет всего 2-3 недели.
Вконтакте
Бабочка относится к классу насекомые, типу членистоногие, отряду чешуекрылые (Lepidóptera).
Русское название «бабочка» произошло от старославянского слова «babъka», обозначавшего понятие «старуха» или «бабка». В верованиях древних славян считалось, что это души умерших, поэтому люди относились к ним почтительно.
Бабочка: описание и фото. Строение и внешний вид бабочек
В строении бабочки выделяются два главных отдела – тело, защищенное твердым хитиновым панцирем и крылья.
Бабочка – насекомое, тело которого состоит из:
- Головы, малоподвижно соединенной с грудью. Голова бабочки имеет округлую форму с немного приплюснутой затылочной частью. Круглые или овальные выпуклые глаза бабочки в виде полушарий, занимающие большую часть боковой поверхности головы, имеют сложное фасеточное строение. Бабочки обладают цветным зрением, и подвижные объекты воспринимают лучше, чем неподвижные. У многих видов за усиками находятся дополнительные простые теменные глаза. Строение ротового аппарата зависит от видовой принадлежности и может быть сосущего или грызущего типа.
- Груди, имеющей трехсегментное строение. Передняя часть значительно меньше средней и задней, где располагаются три пары ножек, которые имеют характерное для насекомых строение. На голенях передних лапок бабочки расположены шпоры, предназначенные для поддержания гигиены усиков.
- Брюшка, имеющего форму удлиненного цилиндра, состоящего из десяти сегментов кольцеобразной формы с находящимися на них дыхальцами.
Строение бабочки
Усики бабочки расположены на границе теменной и лобной части головы. Они помогают бабочкам ориентироваться в окружающей обстановке, воспринимая колебания воздуха и различные запахи.
Длина и строение усиков зависят от принадлежности к виду.
Две пары крыльев бабочки, покрытых плоскими чешуйками разной формы, имеют перепончатое строение и пронизаны поперечными и продольными жилками. Размер задних крыльев может быть одинаковым с передними или значительно меньше их. Узор крыльев бабочки разнится от вида к виду и очаровывает своей красотой.
При макросъемке очень хорошо видны чешуйки на крыльях бабочек – они могут иметь совершенно разную форму и цвет.
Крылья бабочки – макросъемка
Внешний вид и окраска крыльев бабочки служат не только для внутривидового полового распознавания, но и выступают в качестве защитного камуфляжа, позволяющего слиться с окружающей обстановкой. Поэтому цвета могут быть как монохромными, так и пестрыми со сложным рисунком.
Размер бабочки, или лучше сказать размах крыльев бабочки, может колебаться от 2 мм до 31 см.
Классификация и виды бабочек
В многочисленный отряд чешуекрылых входит более 158 тысяч представителей. Существует несколько систем классификации бабочек, довольно сложных и запутанных, с постоянно происходящими в них изменениями. Наиболее удачной считается схема, разделяющая этот отряд на четыре подотряда:
1) Первичные зубатые моли. Это мелкие бабочки, размах крыльев которых колеблется от 4 до 15 мм, с ротовым аппаратом грызущего типа и усиками, которые достигают в длину до 75% размеров передних крыльев. Семейство состоит из 160 видов бабочек.
Типичными представителями являются:
- золотистый мелкокрыл (Micropteryx calthella );
- калужницевый мелкокрыл (Micropteryx calthella ).
2) Бесхоботковые бабочки. Размах крыльев этих насекомых, покрытых темными мелкими чешуйками с кремовыми или черными пятнами, не превышает 25 мм. До 1967 года их относили к первичным зубатым молям, с которыми это семейство имеет много общего.
Самые известные бабочки из этого подотряда:
- мучная огневка (Asopia farinalis L .),
- огневка еловых шишек (Dioryctrica abieteila).
3) Гетеробатмии, представленные одним семейством Heterobathmiidae .
4) Хоботковые бабочки, слагающие самый многочисленный подотряд, состоящий из нескольких десятков семейств, в которые входят более 150 тысяч видов бабочек. Внешний облик и размеры представителей этого подотряда очень разнообразны. Ниже представлено несколько семейств, демонстрирующих все разнообразие хоботковых бабочек.
- Семейство Парусники
, представленное средними и крупными бабочками с размахом крыльев от 50 до 280 мм. Рисунок на крыльях бабочек состоит из черных, красных или голубых пятен различной формы, хорошо заметных на белом или желтом фоне. Наиболее известны из них:
- Бабочка махаон;
- Парусник «Слава Бутана»;
- Птицекрыл королевы Александры и другие.
Бабочка махаон
- Семейство Нимфалиды
, характерной чертой которого является отсутствие утолщенных жилок на широких угловатых крыльях с пестрой окраской и разнообразными узорами. Размах крыльев бабочек варьируется от 50 до 130 мм. Представителями этого семейства являются:
- Бабочка адмирал;
- Бабочка дневной павлиний глаз;
- Бабочка крапивница;
- Бабочка траурница и т.д.
Бабочка адмирал (Vanessa atalanta)
Бабочка дневной павлиний глаз
Бабочка крапивница (Aglais urticae)
Бабочка траурница
- , представленное ночными бабочками с узкими крыльями, размах которых не превышает 13 см и отличается характерным рисунком. Брюшко у этих насекомых утолщенное веретенообразное. Самые знаменитые бабочки этого семейства:
- Бражник «мертвая голова»;
- Бражник олеандровый;
- Бражник тополевый.
- Семейство Совки , в которое входит более 35 000 видов ночных бабочек. Размах серых с металлическим оттенком пушистых крыльев в среднем составляет 35 мм. Однако в Южной Америке существует вид бабочек тизания агриппина с размахом крыльев 31 см или павлиноглазка атлас, размер которой напоминает птицу средней величины.
Где живут бабочки в природе?
Ареал распространения бабочек по планете очень широк. Он не включает в себя только ледяные просторы Антарктиды. Бабочки обитают повсеместно от Северной Америки и Гренландии до побережья Австралии и острова Тасмания. Наибольшее количество видов обнаружили на территории Перу и Индии. Эти порхающие насекомые совершают свои полеты не только в цветущих долинах, но и высоко в горах.
Чем питаются бабочки?
Рацион многих бабочек состоит из пыльцы и нектара цветущих растений. Многие виды бабочек питаются соками деревьев, перезревшими и гниющими фруктами. А бражник мертвая голова является настоящим гурманом, потому что часто залетает в ульи к и лакомится собранным ими медом.
Некоторые бабочки нимфалиды нуждаются в различных микроэлементах и дополнительной влаге. Их источником являются экскременты, моча и пот крупных животных, мокрая глина, а также пот человека.
.К таким бабочкам относится мадагаскарская комета, размах крыльев которой составляет 14-16 см. Продолжительность жизни этой бабочки составляет 2-3 дня.
Также среди бабочек существуют «вампиры». К примеру, самцы некоторых видов совок поддерживают свои силы благодаря крови и слезной жидкости животных.
Таковой является бабочка-вампир (лат. Calyptra ).
В морфологическом отношении чешуекрылые (бабочки ) составляют довольно компактную группу крылатых насекомых. Все тело и 4 крыла густо покрыты чешуйками и частично волосками. Голова с крупными фасеточными глазами, хорошо развитыми нижнегубными щупиками и расположенным между ними длинным спирально скрученным сосущим хоботком. Крылья обычно широкие, треугольные, реже узкие или даже ланцетовидные. Передние и задние крылья скреплены друг с другом специальным сцепочным аппаратом. Наиболее распространен френатный тип сцепления крыльев. В этом случае сцепление осуществляется с помощью френулума (уздечки) и ретинанулума (зацепки). Уздечка представлена одной или несколькими крепкими щетинками в основании заднего крыла, а зацепка - либо рядом щетинок, либо загнутым выростом в основании переднего крыла. Жилкование крыльев чешуекрылых характеризуется значительной (редукцией поперечных жилок и незначительным ветвлением основных продольных стволов. Чешуйки на крыльях различно окрашены и образуют часто довольно сложный рисунок. Нередко наблюдается структурная окраска (пятна с металлическим блеском). По наружному и заднему краю крыльев тянется бахрома, состоящая из нескольких рядов чешуек и волосков. В грудном отделе наиболее развита среднегрудь. Переднегрудь по бокам тергита несет лопастевидные придатки - патагии. В среднегруди сходные образования расположены над основанием передних крыльев и называются тегулами. оги бегательные, часто со шпорами на голенях. У некоторых чешуекрылых передние ноги сильно (редуцированы, спрятаны в волосяном покрове, и бабочки передвигаются на четырех ногах. Брюшко состоит из 9 сегментов. Последний сегмент резко модифицирован, особенно у самцов, у которых он формирует копулятивный аппарат. У самок последние сегменты брюшка (обычно с седьмого до девятого) преобразованы в телескопический мягкий яйцеклад. В большинстве случаев половая система самок у бабочек открывается наружу двумя половыми отверстиями. Одно из них, терминальное, служит только для откладки яиц, второе, расположенное либо на конце седьмого сегмента, либо на восьмом сегменте, является совокупительным отверстием.
Семейство горностаевые моли (hyponomeutidae)- бабочки,обычно, с разветвленным радиусом передних крыльев с образованием радиальной ячейки. Моли, их гусеницы объедают листья соотвественно яблони или черемухи, оплетая их паутиной. Капусте и другим крестоцветным сильно вредит капустная моль (Plutella maculipennis).
Семейство листовертки (Tortricidae) – отличается от молеподобных более широкими удлиненно-треугольными передними крыльями, часто с поперечно обрубленной вершиной, задние крылья удлиненно-овальные, без длинной бахромы.
Семейство нимфалиды (Nymphalidae) Представители этого семейства отличаются недоразвитыми передними ногами бабочек, куколка повисает головой вниз.
Семейство белянки (pieridae) – у бабочек обычно белые или желтые крылья, куколки прикрепляются задним концом тела и подпоясаны еще шелковой нитью. Сюда относятся вредители капустница (pieris brassicae) и репница (pieris rapae).
Семейство коконопряды(lasiocampidae) бабочки средней величины или крупные, с толстым густо-волосистым телом. Усики у самцов перистые, у самок гребенчатые. Хоботок отсутствуют. Крылья широкие, обычно без зацепок. К ним относятся кольчатый целкопряд (malacosoma Neustria).
Семейство совки (Noctuidae) – хоботок развит, передние крылья обычно с харатерным рисунком совок, состоящим из 5 тонких волнистых поперечных полос и 3 срединных пятен. К ним относятся озимая совка (agrotis segetum), сильно вредящая осенью всходам озимых культурам.
Семейство медведицы (arctiidae) характеризуются развитым хоботком, гусеницы очень мохнаты, откуда и название семейства.
Семейство волнянки (lymantriidae ) отличаются недоразвитым хоботком, перистыми усиками самца, гусеницы с пучками волосков, куколка обычно волосистая, в редком шелковистом коконе, на растениях или среди растительных остатков. Сюда относится непарный шелкопряд (lymantria dispar).
В настоящее время класс насекомые самый многочисленный по численности видов. К тому же это самая процветающая группа животных на Земле по широте пространственного распределения и экологической дифференциации. Насекомые обладают целым рядом общих признаков во внутреннем строении, однако их внешний вид, развитие, образ жизни и прочие параметры сильно варьируют.
В основу подразделения класса насекомых на крупные систематические категории – подклассы, инфраклассы, отряды, положены такие важнейшие особенности, как строение крыльев, ротового аппарата, тип постэмбрионального развития. Дополнительно используют и другие диагностические признаки.
Разные авторы дают различную систематику классу, но количество отрядов вне зависимости от источника довольно внушительно. Наиболее известные из них отряд Стрекозы (Odonata), Таракановые (Blattodea), Термиты (Isoptera), Прямокрылые (Orthoptera), Равнокрылые (Homoptera), Полужесткокрылые (Hemiptera), Жесткокрылые (Coleoptera), Перепончатокрылые (Hymenoptera), Двукрылые (Diptera) и, конечно же, Чешуекрылые (Lepidoptera).
Общая характеристика чешуекрылых
Бабочки являются одними из самых красивых насекомых, отряд Lepidoptera включает в себя более 140 (по некоторым данным 150) тысяч видов. Тем не менее, среди других насекомых это довольно «молодая» группа, наибольшее развитие которой совпадает с расцветом цветковых растений в меловой период. Продолжительность жизни имаго длится от нескольких часов, суток, до нескольких месяцев. Различие по размерам у чешуекрылых более сильное, чем в любом другом отряде. Размах их крыльев варьируется от 30 см у южно-американской совки до полусантиметра у эриокрании. Наибольшее распространение бабочки получили в тропических широтах. А в Южной Америке, Дальнем Востоке, Австралии обитают наиболее крупные, ярко окрашенные и, казалось бы, интересные бабочки.
Так рекордсменами по самой яркой окраске являются представители южноамериканского рода Morho и австралийский парусник улисс. Крупные (до 15 – 18 см), сверкающие голубым металлом морфо, пожалуй, являются мечтой любого коллекционера. А в плане перелетов лучше всего изучена бабочка-монарх, живущая в Северной и Центральной Америке и ежегодно совершающая перелеты из Канады и северных районов США на юг.
Строение взрослого насекомого
Взрослое насекомое, или иначе имаго, имеет следующее строение. Тело бабочки состоит из трех основных отделов: головы, груди и брюшка. Сегменты головы слиты в общую массу, тогда как членики груди и брюшка более или менее хорошо различимы. Голова состоит из акрона и 4 сегментов, грудь из 3, брюшко же в своем полном составе содержит 11 сегментов и тельсон. Голова и грудь несут конечности, брюшко иногда сохраняет лишь их рудименты.
Голова. Голова малоподвижная, свободная, округлой формы. Здесь находятся сильно развитые выпуклые фасеточные глаза, занимающие значительную часть поверхности головы, обычно круглые или овальные, окруженные волосками. Кроме фасеточных сложных глаз, иногда на темени позади усиков имеются два простых глазка. Изучение способности бабочек к цветовому видению показало, что чувствительность к видимым участкам спектра у них неодинакова зависит от образа жизни. Большинство воспринимает лучи в диапазоне 6500 350 А. Особенно активно бабочки реагируют на ультрафиолетовые лучи. Бабочки едва ли не единственные животные, которые воспринимают красный цвет. Однако в связи с отсутствием в среднеевропейской флоре чисто красных цветов, красный не воспринимается бражниками. Гусеницы соснового шелкопряда, капустной белянки и ивовой волнянки отчетливо различают разные части спектра, реагируя на фиолетовые лучи как на белый цвет, красный воспринимается как темнота.Рис.1. Голова Репницы, или белянки репной (лат. Pieris rapae)
1 - Вид сбоку с завернутым хоботком: Б - губной щупик, В - усик; Г- свернутый хоботок; 2 - вид спереди с завернутым хоботком: А - фасеточный глаз, Б - губной щупик; В - усик; Г - свернутый хоботок; 3 - вид сбоку с развернутым хоботком: Б - губной щупик; В - усик; Г - развернутый хоботок
У различных групп бабочек усики, или антенны, бывают самой разнообразной формы: нитевидные, щетинковидные, булавовидные, веретеновидные, перистые. У самцов усики обычно развиты сильнее, чем у самок. Глаза и усики с расположенными на них обонятельными сенсиллами - важнейшие органы чувств у бабочки.
Ротовой аппарат. Ротовой аппарат чешуекрылых возник путем специализации обычных конечностей членистоногих. Поглощение и измельчение пищи. Ротовые органы бабочек являются не менее характерным признаком, чем структура крыльев и покрывающих их чешуек.В преобладающем большинстве случаев они представлены мягким хоботком, способным свертываться наподобие часовой пружины. Основу этого ротового аппарата составляют сильно удлиненные внутренние лопасти нижних челюстей, которые и образуют створки хоботка. Верхние челюсти отсутствуют или представлены небольшими бугорками; сильной редукции подверглась и нижняя губа, хотя её щупики развиты хорошо и состоят из 3 члеников. Хоботок бабочки очень эластичен и подвижен, он прекрасно приспособлен к питанию жидкой пищей, каковой в большинстве случаев служит нектар цветов. Длина хоботка того или иного вида обычно соответствует глубине расположения нектара в тех цветах, которые посещают бабочки. В некоторых случаях источником жидкой пищи чешуекрылых могут служить вытекающий сок деревьев, жидкие экскременты тлей и другие сахаристые вещества. У некоторых бабочек, которые не питаются, хоботок может быть недоразвит или совсем отсутствовать (тонкопряды, некоторые моли).
Грудь. Грудь состоит из трех сегментов, называемых передне-, средне- и заднегрудью. Сегменты груди несут три пары двигательных конечностей, прикрепляющихся между стернитом и боковой пластинкой каждой стороны. Конечности состоят из одного ряда члеников, в которых мы отличаем от основания к концу ноги: тазик, или ляжку, широкий основной членик; вертлуг; бедро, самый толстый членик ноги; голень, обычно самый длинный из члеников; лапку, состоящую из разного числа очень маленьких члеников. Последний из которых заканчивается одним или двумя коготками. На груди имеются многочисленные волоски, или щетинки, иногда на середине спины образуется хохолок; брюшко никогда не соединяется с грудью стебельком; у самок оно вообще толще и снабжено длинным яйцекладом; у самцов вместо этого на конце брюшка часто бывает хохолок.Крылья. Характерной особенностью насекомых как большой систематической группы является их способность к полету. Полет осуществляется при помощи крыльев; в большинстве случаев их две пары и расположены они на 2 (среднегрудь) и 3 (заднегрудь) грудных сегментах. Крылья представляют, по существу, мощные складки стенки тела. Хотя полностью сформированное крыло имеет вид тонкой цельной пластинки, оно тем не менее двухслойно; верхний и нижний слои разделены тончайшей щелью, являющейся продолжением полости тела. Крылья закладываются в виде мешкообразных выпячиваний кожи, в которые продолжаются полость тела и трахеи. Выпячивания сплющиваются дорзовентрально; гемолимфа из них оттекает внутрь тела, верхний и нижний листки пластинки сближаются, мягкие ткани частично дегенерируют, и крыло приобретает вид тонкой перепонки.
Рис.2. Бабочка Грета (лат. Greta)
Красота бабочки заключена в её крыльях, разнообразии их расцветки. Цветовую гамму обеспечивают чешуйки (отсюда название отряда Чешуекрылые). Чешуйки – удивительные изобретения природы, которые миллионы лет верой и правдой служат бабочкам, а сейчас, когда люди стали изучать свойства этих удивительных структур, могут послужить и нам. Чешуйки на крыльях – это видоизмененные волоски. Они имеют разную форму. Например, по краю крыла бабочки аполлона (Parnassius apollo) располагаются очень узкие чешуйки, почти не отличающиеся от волосков. Ближе к середине крыла чешуйки расширяются, но на концах остаются острыми. И, наконец, совсем близко к основанию крыла находятся широкие чешуйки, похожие на полый мешочек, прикрепленный к крылу крохотной ножкой. Чешуйки располагаются правильными рядами поперек крыла: их концы обращены кнаружи и прикрывают основания следующих рядов.
Эксперименты показали, что чешуйчатый покров бабочек обладает целым рядом совершенно удивительных свойств, например, хорошими теплоизоляционными свойствами, которые максимально проявляются у основания крыла. Наличие чешуйчатого покрова увеличивает разницу между температурой насекомого и температурой окружающей среды в 1,5 – 2 раза. Кроме того, чешуйки крыла участвуют в создании подъемной силы. Ведь если бабочку подержать в руках и часть её ярких чешуек останется на пальцах, то насекомое будет уже с большим трудом перепархивать с места на место.
Кроме того, как показали эксперименты, чешуйки гасят звуковые колебания и снижают вибрацию тела во время машущего полета. К тому же во время полета на крыле насекомого возникает заряд статистического электричества, а чешуйки помогают этому заряду «стекать» во внешнюю среду. Подробное изучение аэродинамических свойств чешуек бабочек привело к тому, что ученые предложили создать покрытие для вертолетов, разработанное по образу и подобию чешуйчатого покрова крыльев бабочек. Такое покрытие позволит улучшить маневренные свойства винтокрылых машин. Более того, подобный покров может пригодиться для парашютов, парусов яхт и даже костюмов спортсменов.
Замечательная окраска бабочек также зависит от их чешуйчатой одежды. Сами перепонки крыльев бесцветны и прозрачны, а в чешуйках находятся пигментные зерна, которые и обусловливают чудесную окраску. Пигменты избирательно отражают свет с определенной длиной волны и поглощают остальной. В природе вообще все цвета образуются в основном именно таким образом. Однако пигменты могут отражать только 60-70% поступающего света, и поэтому цвета, обусловленные наличием пигмента, никогда не бывают такими яркими, какими могли бы быть теоретически. Поэтому виды, для которых жизненно важной является особенно яркая окраска, «ищут» возможность её усилить. У многих видов бабочек помимо обычных пигментных чешуек, имеются особые чешуйки, которые называются оптическими. Они позволяют насекомым становиться обладателями по-настоящему сверкающих одежд.
В оптических чешуйках возникает тонкослойная интерференция, оптический эффект которой можно наблюдать на поверхности мыльных пузырей. Нижняя часть оптических чешуек пигментирована; пигмент не пропускает свет и тем самым придает большую яркость интерференционной окраске. Лучи света, проходя через прозрачные чешуйки на крыле, отражаются как от их внешних, так и от внутренних поверхностей. В результате два отражения как бы накладываются и усиливают друг друга. В зависимости от толщины чешуек и коэффициента преломления происходит отражение света с определенной длинной волны (все остальные лучи поглощаются пигментом). Бабочки «выстраивают» на наружной поверхности своих крыльев тысячи крохотных тонкослойных зеркал-чешуек, и каждое такое крохотное зеркальце отражает свет определенной длины волны. В результате возникает совершенно потрясающий эффект отражения необыкновенной яркости.
Рис.3. Бабочка Переливница ивовая (Apatura iris)
Рекордсменами по самой яркой окраске являются представители южноамериканского рода Morho, однако и в средней полосе России обитают бабочки с чудо-окраской. Лучше всего интерференционная окраска заметна у переливниц (роды Apatura и Limenitis). Издалека эти бабочки кажутся почти черными, но вблизи отливают выраженным металлическим блеском – от ярко-синего до фиолетового.
Недавно стало известно, что сходный интерференционный эффект может создаваться с помощью различных микроструктур, обладающих уникальными оптическими свойствами. Причем микроструктуры на крыльях отличаются не только у представителей различных семейств с похожей окраской, но и у близких видов. Изучением тонкостей этих эффектов, с использованием современной техники, сейчас вплотную занялись физики-оптики из университета Exter. При этом физики совершают неожиданные находки, которые оказываются интересными не только для них, но и для биологов, изучающих эволюционные процессы.
Интересно биологическое значение ярких, пестрых окрасок верхней стороны крыльев, так часто наблюдающихся у булавоусых бабочек, особенно у нимфалид. Их основное значение заключается в распознавании особей своего вида на большом расстоянии. Наблюдения показывают, что самцы и самки таких пестро окрашенных форм привлекаются друг к другу издали окраской, а вблизи происходит окончательное распознавание по запаху, издаваемому андрокониями.
Если верхняя сторона крыльев у нимфалид всегда окрашена ярко, то иного типа окраски характерны для их нижней стороны: они, как правило, криптические, т.е. Защитные. В этой связи интересны два типа складывания крыльев, широко распространенные у нимфалид, а так же и в других семействах дневных бабочек. В первом случае бабочка, находясь в положении покоя, выдвигает передние крылья вперед так, что их нижняя поверхность, имеющая защитную окраску, открыта почти на всем протяжении. По этому типу складываются крылья, например, у углокрыльницы С-белое (Polygonia C-album). У неё верхняя сторона буро-желтая с темными пятнами и наружной каймой; нижняя сторона серо-бурая с белой буквой «С» на задних крыльях, за что она получила свое название. Неподвижно сидящая бабочка малозаметна также благодаря неправильному угловатому контуру её крыльев.
Рис.4. Бабочка Kallima inachus со сложенными крыльями
Другие виды, например адмирал и репейница, прячут передние крылья между задними так, что видны только их кончики. В этом случае на нижней поверхности крыльев бывают выражены два типа окрасок: та часть передних крыльев, которая в состоянии покоя оказывается спрятанной, ярко окрашена, вся остальная часть нижней поверхности крыльев носит явно криптический характер.
В ряде случаев у дневных бабочек ярко окрашенными бывают и верхняя и нижняя стороны крыльев. Подобная окраска обычно сочетается с несъедобностью обладающего ей организма, поэтому она получила название предостерегающей. На основе этой особенности у бабочек существует способность к мимикрии. Под мимикрией понимают сходство в окраске, форме и поведении между двумя или несколькими видами насекомых. У бабочек мимикрия выражается в том, что одни из мимикрирующих видов оказываются несъедобными, в то время как другие лишены защитных свойств и только «подражают» своим защищенным моделям. Такими подражателями являются бабочки-белянки (Dismorfphia astynome) и перхибрис (Perrhybris pyrrha).
