для чего нужны мотыльки
masterok
masterokМастерок.жж.рф
Хочу все знать
Мотыльки всегда были знамениты тем, что их приманивает яркий свет в темноте. Увидев его, насекомые сразу летят в эту сторону, причем даже если этим источником является огонь. Нетрудно догадаться, что последствия такой встречи не самые приятные. Однако если мотыльки всегда притягивались к огню, почему они не отучились лететь на него.
Почему насекомое не эволюционирует таким образом, чтобы избавиться от этой вредной привычки?
Точно неизвестно, когда появились мотыльки. Ученые относят их к бабочкам, к семейству огневки-травянки. Насекомое вырастает до 26 мм и обладает преимущественно коричнево-серым окрасом. Самки превосходят самцов по размерам примерно на полсантиметра. Женская особь может отложить за один раз до 600 яиц. Спустя 15 дней из них вылупляются гусеницы. Последние активно питаются, после чего в период с 10 по 30 дней залезают в кокон и превращаются в мотылька. Особи быстро осваиваются и сразу могут приступать к полноценной жизни.
В своей финальной форме мотыльки живут до 24 дней. Они предпочитают вести ночной образ жизни, выбираясь на поиски пищи с наступлением сумерек. Насекомое в больших количествах встречается в Европе, Америке и Азии. Оно отлично адаптируется к окружающим условиям и может комфортно ощущать себя как в жарком, так и холодном климате. С наступлением зимы гусеницы могут провести ее в коконе, впав в состояние анабиоза.
Зрение мотыльков устроено таким образом, что они могут ориентироваться в пространстве лишь по свету, расположенному на большом расстоянии. Например, идеальным маяком для насекомого служит Луна.
Из-за этой особенности мотыльки в большинстве случаев полагают, что источник света располагается далеко. Однако если они подлетают вплотную к включенной лампочке или разведенному костру, происходит дезориентация. Мотылек не может понять, где именно он находится, поскольку все вокруг окутано светом. Это нередко приводит к тому, что насекомое может залететь в огонь.
Действительно, проследив за полетом насекомых, можно заметить, что обычно они летят не прямо к источнику света, а приближаются к нему по сходящейся спирали или летают кругами. На самом деле насекомые стремятся двигаться прямо, но законы геометрической оптики удерживают их около лампы. Иногда, правда, они резко сворачивают в сторону, но и новое направление опять закручивается в спираль. Если насекомое выбрало курс под углом больше прямого, то оно полетит по расходящейся спирали, пока не потеряет из виду источник света. Таких мотыльков мы около ламп не наблюдаем.
В 1960г. Г. А. Мазохин-Поршняков предположил что насекомые летят на свет, так как он является универсальным и наиболее надежным индикатором открытого пространства. Это может объяснять особую привлекательность ультра-фиолетового излучения (именно на него особенно активно реагируют насекомые), так как оно почти не отражается наземными предметами. Так бабочка, залетевшая в комнату, будет биться в окно, направляясь к источнику УФ излучения — солнцу. Тогда, попадая ночью в луч света, насекомое может воспринимать окружающую его темноту как замкнутое пространство и, стремясь вырваться, лететь к свету.
Вот еще одна версия.
Плавный переход цвета воспринимается как полосы. На границе белого видна еще более белая полоса, а на границе черного — еще более черная. Причиной возникновения данной иллюзии является латеральное торможение в сетчатке.
Есть версия противоположная, что мотыльки летят в самую темную, как ни странно, зону, то есть хотят улететь от света. Эта зона рядом с источником, на границе света и тени, кажется мотыльку самой черной в связи с распространенной оптической иллюзией, известной как полосы Маха. Из-за оптичекой иллюзии — полос Маха, мотыльку кажется что самая темная темнота вокруг него — рядом с лампочкой — и он пытается туда и залететь. Мы подвержены той же самой иллюзии — если нарисовать белую и серую полосу рядом- между ними мы увидим черную.
Корни фототактиса пока не выяснены, но удивительно, что даже разные виды одного рода могут различно реагировать на свет: некоторые виды летят активно, а некоторые не летят совсем.
Итак, почему же природа не может никак отучить мотыльков от пагубного стремления лететь на лампы или в огонь. Отучиться от этой привычки у мотыльков не получается, поскольку процент особей, столкнувшихся вплотную с ярким светом слишком мал. Из-за этого эволюционный скачок невозможен.
ТОП-10: Невероятно полезные вещи, которые делают бабочки
Большинство из нас воспринимают насекомых как нечто ползающее, которое лучше всего побыстрее прихлопнуть мухобойкой. Но не все подобные существа попадают в эту категорию. Бабочки являются одним из самых популярных видов насекомых, в значительной степени потому, что на бабочек приятно смотреть.
Тем не менее, многие люди не понимают, что это крылатое чудо может предложить нам гораздо больше, чем просто радовать глаз. Вот 10 причин, почему мы должны ценить бабочек больше, чем просто за их внешнюю красоту.
10. Опыление цветов
Все мы знаем, что пчелы помогают опылять цветы, но большинство людей даже не догадываются, что бабочки тоже выполняют эту задачу. Они менее приспособлены к этому потому, что должны балансировать на тонких ногах и структура их тел не настолько подходит для этой задачи, как тела пчел.
Это означает, что бабочки не могут собрать на ногах и телах столько пыльцы, сколько пчелы, но у них есть некоторые преимущества в том, что касается опыления. Наиболее важным из них является способность бабочки лететь гораздо дальше, чем пчела, а это значит, что она способна опылять цветы на гораздо большей площади.
Кроме того, у бабочек превосходное восприятие цвета по сравнению с пчелами, которые не могут видеть красный цвет. Это означает, что бабочки выбирают яркие цветы, а, значит, опыляют цветы, когда они раскрыты днем.
9. Поддержание здоровья экосистемы
Бабочки также чрезвычайно полезны в качестве индикатора общего состояния экосистемы. Большое количество бабочек обычно означает, что экосистема находится в хорошей форме. Причина в том, что они играют двойную роль в пищевой цепи – добычи и хищника. Сами бабочки питаются растениями, являясь в то же время пищей для птиц.
Отряд Чешуекрылых, к которому принадлежат бабочки, классифицируется учеными как индикаторный вид, что означает, что любое снижение их численности может быть использовано для определения химических или физических изменений в окружающей среде. Бабочки особенно эффективны в выявлении тонких изменений экосистемы, потому что краткие периоды жизни заставляют их очень быстро реагировать на подобные изменения.
Между тем, их зависимость от климата, погоды, растений и ограниченная способность передвигаться с мест рождения делают их очень чувствительными к мельчайшим изменениям.
8. Помощь ученым в мониторинге климатических изменений
Из-за чувствительности к климатическим изменениям, бабочки чрезвычайно полезны для ученых, которые следят за изменением климата во всем мире. Изменения температуры влияют на то, какие места бабочки выбирают для откладывания яиц, количество откладываемых яиц, а также на развитие и выживание личинок. Есть несколько примеров того, как в конкретном регионе численность бабочек сократилась из-за изменения климата. Одним из таких примеров стало практически полное исчезновение бабочки Ornithoptera meridionalis из леса Fashiakhali в Бангладеш в период 1999 по 2004 год.
Исследования, проведенные учеными из Лаборатории экологической биологии и биоразнообразия университета Дакки (Environmental Biology and Biodiversity Lab at the University of Dhaka) показали, что основной причиной этого были изменения в растениях, которыми питаются эти бабочки. Кроме того, исследования ученых из Национальной академии наук (National Academy of Sciences) в США показали, что количество бабочек Quino, обитающих в Нижней Калифорнии, значительно сократилось из-за слишком жаркого и сухого климата. Хотя вмешательство человека также способствует снижению численности насекомых, НАН официально причислило этот вид к видам, зависимым от климатических изменений, способных поставить его на грань вымирания.
7. Развитие туризма
Фото: worldwildlife.org
Красота бабочек делает их насекомыми, на которых нам приятно смотреть. Это может стать экономически выгодным для тех районов, где бабочек много. Каждый год на греческом острове Родос, в природный заповедник под названием Петалудес (Долина бабочек) приезжают тысячи туристов со всего мира, чтобы посмотреть на многочисленных Panaxia quadripunctaria Poda, которые там живут. (Хотя в научных источниках не прекращаются споры о том, является ли бабочка Panaxia quadripunctaria Poda бабочкой или молью, наиболее научные источники склоняются к тому, что это моль).
Бабочки и мотыльки собираются в этой долине во время заключительной части своей жизни. Закрытие влажного сезона в конце мая-лучшее время, чтобы увидеть их, поскольку насекомых привлекает запах, выделяемый деревьями долины. Биосферный заповедник бабочек в Мескике (Mexico’s Monarch Butterfly Biosphere Reserve) также популярен среди туристов благодаря бабочкам. Здесь обитают бабочки Монархи. Эль-Росарио (El Rosario) и Сьерра-Чинкуа (Sierra Chincua), две из восьми колоний бабочек, открыты для туристов. Эль-Росарио привлекает тысячи людей каждый год, особенно популярно это место среди туристов из Японии, Германии, Франции, Испании, Канады и США.
6. Обеспечение антибиотиками
Фото: Charles J. Sharp
Антибиотики жизненно важны для лечения различных видов бактериальных инфекций. Тем не менее, многие люди даже не догадываются, что некоторые виды бабочек обеспечивают нас антибиотиками, которые могут оказаться решающими для спасения жизней. У каждого вида бабочек есть своя химическая смесь, используемая для привлечения товарищей, отпугивания хищников и преодоления химической защиты своего растения-хозяина. Однако луговая коричневая бабочка, распространенная в Великобритании, производит мощный антибиотик, который является частью этого химического соединения.
Кроме того, научные исследования в области антибактериальных химических веществ, производимых различными видами бабочек, показали, что почти все из них демонстрируют высокую эффективность в борьбе с ростом грамположительных бактерий Bacillus anthracis, которые могут быть использованы в качестве возбудителя сибирской язвы. Подавляющее большинство протестированных соединений также доказали свою эффективность в борьбе с золотистым стафилококком. Эта бактерия ежегодно убивает 90 000 человек в США и стала устойчивой ко многим антибиотикам, используемым в настоящее время.
5. Удержание насекомых под контролем
Фото: naba.org
Если вы увлеченный садовод, то бабочки помогут вам избавиться от насекомых, которые могут угрожать вашим цветам. Обычно мы думаем, что бабочки питаются растениями, но некоторые виды бабочек-жнецов питаются тлей. Эти крошечные насекомые доставляют садоводам множество проблем потому, что питаются соком растений, заставляя те расти неправильно, болеть и терять цвет. Также тля переносит вирусы с растений на фрукты и овощи, такие как огурцы, помидоры, малина и клубника.
Бабочку-жнеца можно узнать по характерным оранжево-черно-белым крыльям, она водится не везде и является единственным для США видом, который ест насекомых, а не растения. Но она является, безусловно, чем-то большим, чем просто красивой бабочкой.
4. Удаление отходов из окружающей среды
Фото: butterfly-conservation.org
Помимо избавления наших садов от вредных насекомых, мы также можем поблагодарить бабочку за устранение нежелательных отходов из окружающей среды. Некоторые виды бабочек уничтожают ненужные отходы, такие как испражнения животных и сгнившая животная плоть – и то и другое обеспечивает бабочек необходимыми питательными веществами. Одним из видов бабочек, которые едят отходы вместо растений, является фиолетовая бабочка Император, встречающаяся в основном на юге Англии и обитающая высоко в верхушках деревьев. Учитывая, что большинство людей предпочли бы не иметь вокруг себя испражнений и гниющей плоти животных, эта бабочка оказывает нам большую услугу.
Тем не менее, некоторые любители бабочек, желающие мельком увидеть Императора, оставляют вокруг гнилое мясо или рыбу, навоз животных, подгузники младенцев и другие прелести, чтобы приманить это насекомое. Другие типы бабочек, например, красный Адмирал и Нимфалида каркасовая, также едят мертвую плоть животных, когда она начинает разлагаться. Им нужны выделяемые при этом соки.
3. Вдохновение для художников
Учитывая красоту бабочек, не стоит удивляться, что они на протяжении многих лет вдохновляли художников. Проследить этот путь можно от картины в египетской гробнице Небамона (Nebamun), относящейся к 1350 году до н. э., на которой изображены сцены охоты и многочисленные тигровые бабочки. В то время сцены такого рода обычно использовались для украшения гробниц. На них изображены умершие, чтобы о них помнили, а также то, чем они хотели стать в следующей жизни. Иероглифы гласят, что на картине Небамун наслаждается красотой природы.
Бабочки также привлекали художников эпохи Возрождения. На картине Доссо Досси (Dosso Dossi) «Юпитер, рисующий бабочек, Меркурий и Добродетель» художник изобразил Юпитера, рисующего бабочек в то время, как Меркурий сидит позади него, мешая Добродетели прервать работу Юпитера. По мнению исследователей изобразительного искусства, бабочки на этой картине символизируют изменчивый творческий мыслительный процесс. Художник-сюрреалист Сальвадор Дали также увлекался бабочками, как мы можем видеть на картине без названия 1956 года, которая стала известна как пейзаж с бабочками. На ней изображены два разных вида бабочек на пустом холсте, а любовь Дали к ним связана с тем, что он любил метафоры и метаморфозы. В своей автобиографии Дали связывает бабочек с хрупкостью и эфемерностью.
2. Содействие технологическим прорывам
Фото: Science Daily
Бабочки также играют ключевую роль в развитии новых технологий. Например, Марк Майлс (Mark Miles), выпускник Массачусетского технологического института (Massachusetts Institute of Technology), понял, что цвет крыльев бабочки не появляется из-за пигмента, а формируется, благодаря покрывающим крылья пластинкам, которые нарушают длины волн отражаемого света. Он применил эту концепцию к экранным дисплеям технических устройств, которые должны отображать яркие цвета, будучи заключенными в тонкий корпус. Компания Qualcomm использовала эту технологию при создании своего экрана Mirasol.
В другом месте исследовательская группа из Шанхайского университета Цзяо Тонг (Shanghai Jiao Tong University) работает над созданием углеродной пленки, вдохновением для которой послужили черные крылья бабочки Красная Элен, которые могут практически полностью поглощать свет. Это позволяет бабочкам сохранять тепло. Есть надежда, что углеродную пленку можно будет использовать для разработки более эффективных солнечных технологий, необходимых человеку.
1. Сохранение нашего психического здоровья
Фото: The Guardian
Мы уже выяснили, что бабочки приносят пользу в поддержании нашего физического здоровья, но они также полезны для нашего психического здоровья. Знаменитый британский натуралист сэр Дэвид Аттенборо (David Attenborough) недавно упомянул, что наблюдение за бабочками помогает нам избегать стрессов и благотворно влияет на человека.
В результате британская благотворительная организация психического здоровья Mind поддержала проект по сохранению бабочек The Big Butterfly Count на том основании, что исследование показывает четкую связь между связью с миром природы и снижением уровня тревоги и депрессии. Учитывая все это, мы можем легко понять, почему Ассоциация психического здоровья графства Монмут (Monmouth County) в качестве своего официального символа выбрала бабочку Монарха.
Почему ночные бабочки летят на свет?
Почему ночные бабочки летят на свет? Если он им так нравится, жили бы днем, когда его много.
Сначала разберемся со второй частью вопроса — зачем вообще бабочкам летать ночью, почему бы не делать это днем, когда и так светло? Дело в том, что в природе каждое животное занимает свою экологическую нишу. Нельзя просто взять и перейти в другую нишу, ведь она часто бывает уже занята отлично приспособленными к ней конкурентами. Более того, целому ряду животных оказалось выгодно приспособиться именно к ночному образу жизни.
В чем же могут быть преимущества ночной жизни для бабочек? Как мы уже сказали, одна из возможных причин — отсутствие конкуренции с дневными видами. А еще ночью большинство насекомоядных птиц спит, так что угроза быть съеденными в это время ниже. Кроме того, существуют цветковые растения, которые распространяют сильный аромат, привлекающий опылителей, именно ночью. А мы знаем, что имаго — взрослая стадия развития — многих бабочек питается на цветках, заодно опыляя их. Связь определенных видов бабочек и растений может быть настолько сильной, что они даже эволюционируют вместе. Например, такое известно для бражника Xanthopan morgani и мадагаскарской орхидеи ангрекум полуторафутовый (Angraecum sesquipedale).
Итак, мы разобрались с вопросом, почему некоторые бабочки живут ночью. Но зачем же они летят на свет? Хотя ученые и бьются с давних времен над разгадкой этого феномена, однозначного ответа нет. Ясно одно: лёт насекомых на свет — это комплексное явление, которое имеет много причин, и в каждом конкретном случае они могут быть разными.
На самом деле на свет летят не только бабочки и не только ночные. Свет привлекает многих насекомых, причем и дневных тоже. Дело в том, что свет — один из важных факторов, позволяющих насекомым ориентироваться в пространстве. Свет — это раздражитель. У насекомых описан феномен направленного перемещения к источнику раздражения под определенным углом (то есть насекомое не летит прямиком на раздражитель!), который получил название менотаксис. Многим насекомым свойственен менотаксис в отношении лучей света. Например, именно с менотаксисом связан знаменитый танец пчел, во время которого пчелы-фуражиры сообщают информацию об источнике питания другим членам пчелиной семьи.
Но не любой свет одинаково привлекателен для насекомых. Больше всего они летят на лампы, содержащие в спектре ультрафиолет, — например, ртутные лампы, использующиеся в фонарях уличного освещения. А происходит это потому, что зрение насекомых смещено в фиолетовую область спектра, поэтому наиболее вероятно, что в качестве ориентира они выберут именно источники ультрафиолета. К таким источникам также относятся Солнце и ночное небо.
В природе интенсивность света от естественных источников (Солнца и Луны) всегда постоянна, то есть для насекомого она не имеет градиента. С искусственными источниками света история другая: при приближении лампы интенсивность света увеличивается и ослепляет насекомое, нарушая координацию его движений. Несмотря на это насекомое всё равно продолжает стремиться к источнику света.
Чтобы разобраться в одной из гипотез, объясняющих этот феномен, немного углубимся в физику. В норме лучи света представляют собой параллельные прямые, и, соответственно, траекторию движения насекомого можно представить в виде прямой. Итак, насекомое, например ночная бабочка, которая раньше ориентировалась по ночному небу, может случайно выбрать в качестве ориентира искусственный источник света — например, лампу. Приближаясь к лампе, незадачливая летунья попадает в область сильного освещения. Помним, что насекомое не летит прямиком на раздражитель, а приближается под определенным углом. Лампа — точечный источник света, и световые лучи, исходящие от нее, расходятся радиально. Наша бабочка пытается сохранить определенный угол движения (вспоминаем менотаксис!), но эти расходящиеся в разные стороны световые лучи «сбивают» ее, и она начинает приближаться по спирали. Эта гипотеза была предложена в 1917 году В. фон Будденброком (W. Von Buddenbrok, 1917. Die Lichtkompassbewegungen bei den Insekten, inbesondere den Schmetterlingsraupen) и, в частности, объясняет, почему прилетающие на свет насекомые вьются вокруг лампочки.
Схематическая траектория летящего на свет насекомого, сохраняющего постоянный̆ угол к лучам света (логарифмическая спираль). Рисунок из статьи W. Von Buddenbrok, 1917. Die Lichtkompassbewegungen bei den Insekten, inbesondere den Schmetterlingsraupen
Но зачем бабочки совершают эти бессмысленные движения, а не улетают прочь?
В 1967 году Владимир Борисович Чернышёв выдвинул гипотезу о том, что у насекомого, ослепленного ярким светом, возникает реакция бегства от возможной опасности. В норме эта реакция автоматически направлена в сторону света, потому что он ассоциируется с открытым пространством, куда насекомые летят в случае опасности. Таким образом, получается замкнутый круг: чем ближе насекомое к источнику света, тем сильнее свет его раздражает; в результате насекомое, пытаясь улететь от опасности, продолжает стремиться к лампе, как к открытому пространству.
Кстати, именно стремлением к открытому пространству объясняют тот факт, что насекомых привлекает не только точечный источник света, но и просто освещенная зона, например светящийся экран (это, кстати, широко используют энтомологи для ловли насекомых). Кроме того, в естественных условиях насекомые могут перемещаться в сторону наиболее благоприятного для них уровня освещенности. Этим объясняется, например, массовый вылет насекомых из леса на закате. Это справедливо и для насекомых, выходящих из куколки и готовых к миграции и размножению — поэтому в начале сезона лёта так много ночных бабочек летит на искусственный свет.
Но вернемся к нашей незадачливой бабочке, которая продолжает виться вокруг лампы. Через какое-то время ее глаза постепенно адаптируются к свету, и возбуждение, заставляющее ее летать по кругу, спадает. Многие ночные бабочки после хаотичного полета около лампы успокаиваются и замирают недалеко от нее в позе, характерной для дневного покоя, — со сложенными «домиком» или плоским треугольником крыльями. Можно предположить, что они начинают воспринимать искусственный свет как дневной и становятся неактивными в ожидании сумерек. Другие насекомые, успокоившись, улетают обратно в темноту.
Самец букового вилохвоста (Stauropus fagi), привлечённый на свет, после хаотичного полета замер в позе покоя. Фото © Анатолия Крупицкого
Свет привлекает не только ночных насекомых: некоторые дневные по ошибке тоже прилетают. Единичный лёт дневных насекомых (например, бабочек) ночью на искусственные источники света можно объяснить тем, что они или оставались у такого источника с вечера, или были побеспокоены ночью и полетели на свет в рамках реакции бегства.
Приносит ли искусственный свет вред насекомым? Однозначно да, особенно в городах, где очень высок уровень светового загрязнения. Ежегодно около искусственных источников света в городах погибают миллионы случайно привлеченных насекомых. Отметим, что световое загрязнение наносит огромный ущерб не только насекомым, но и позвоночным, например мигрирующим птицам, которые тоже используют свет для ориентации.
Однако, как показывают результаты недавно опубликованного исследования, некоторые популяции бабочек вырабатывают поведенческие механизмы, позволяющие им избегать негативного действия искусственного света. Авторы собирали гусениц горностаевой моли (Yponomeuta cagnagella) первого возраста (до первой линьки) в местах без светового загрязнения и в районе с повышенным световым загрязнением. Гусеницы из обоих мест развивались в лаборатории при нормальном световом дне. Бабочки, вышедшие из гусениц, которые были собраны в районе с повышенным искусственным освещением, на 30% меньше привлекались искусственным светом. Ученые предполагают, что подобное изменение поведения повышает репродуктивный успех городских бабочек.