Текст книги "Бабочки. Основы систематики, среда обитания, жизненный цикл и магия совершенства"

Одной из первых среди бабочек арктической весной можно встретить желтушку северную (Colias tyche). В зависимости от того, когда стает снег, она может появиться с середины мая до конца июня, а в холодные годы даже позже. Этот арктический вид летает и при низкой температуре, обитает в светлом березняке, на верховых болотах, пастбищах северного оленя и каменистых кустарничковых пустошах выше границы произрастания леса. На норвежском и российском побережье Северного Ледовитого океана бабочка порой также встречается на уровне моря. Как и ряд других циркумполярных видов, желтушка северная в течение некоторого времени независимо развивалась в географически изолированных друг от друга популяциях, и теперь выделяют несколько ее подвидов. Европейских бабочек относят к подвиду C.tyche werdandi, ареал которого простирается от Скандинавии до полуострова Таймыр в Центральной Сибири.

Гусеницы желтушки северной в основном питаются голубикой и зимуют один раз. На следующий год зимует куколка, из которой с первыми теплыми лучами солнца после долгой полярной зимы выходит бабочка.

Все развитие от яйца до бабочки у гусеницы желтушки северной занимает два года – по меркам арктических бабочек это бешеная скорость. Из-за короткого вегетационного периода у растений и низкой температуры многим чешуекрылым требуется гораздо больше времени, как, например, родственнице желтушки северной – желтушке тундровой (Colias hecla). Гусеницы этого вида зимуют в арктической тундре дважды. Если второе лето жизни гусеницы выдается очень холодным и дождливым, иногда затем зимует еще и куколка. Таким образом, до появления бабочки может пройти до трех лет. О некоторых ночных бабочках тундры известно, что их гусеницы зимуют целых семь раз. У других видов гусеницы впадают в диапаузу на один год или несколько лет, причем в течение этого времени развитие насекомого полностью останавливается, в том числе на летний период. В данном случае диапауза может длиться от одного до нескольких лет. Этот хитрый прием, в частности, не дает холодным мокрым летом вымереть целой популяции. Гусеницы в состоянии диапаузы обеспечивают своеобразный резерв своему виду.

Летающую в июле и августе желтушку тундровую легко узнать. Это единственная арктическая желтушка яркого желто-оранжевого цвета. Ее гусеницы питаются астрагалом альпийским, возможно, также голубикой. Быстрый летун населяет горную и богатую лишайником кустарничковую тундру от морского побережья до высоты 1100 м, в Сибири и Северной Америке также встречается в светлых лесах. Это циркумполярный вид, и спорный вопрос, насколько целесообразно делить на отдельные группы различные его популяции в Европе и Западной и Восточной Сибири, Гренландии, Северной Америке и южносибирских горах. Европейско-сибирскую форму принято рассматривать как подвид C. hecla sulitelma.

С видами, которые приспособились к короткому лету и долгой морозной зиме, мы уже познакомились в высокогорье. В таких условиях, чтобы избежать недостатка пищи, активность гусениц и бабочек особенно точно подстраивается под фенологию кормовых растений, то есть под то, в какие сроки они покрываются листьями, цветут и увядают. Интересно, что подавляющее большинство чешуекрылых в тундре летает лишь в течение короткого промежутка в несколько дней, зато в большом количестве. Так что исследователю, который хочет заняться этими видами, либо очень повезет и он окажется в нужное время в нужном месте, либо потребуется большое терпение, чтобы выдержать в тундре несколько недель – возможно, впустую, потому что, если будет слишком холодно и влажно, многие бабочки вылупятся только следующим полярным летом.

Тепло в тундре большой дефицит, поэтому многие виды активно ищут теплую микросреду, например защищенные от ветра участки темной почвы или темной скалы. Бабочки специально располагают темное тело и крылья с особой структурой и организацией чешуек определенным образом, чтобы тело быстро нагревалось на солнце. Неудивительно, что бабочки в тундре сравнительно темные, как, например, перламутровка арктическая (Clossiana improba) и бархатница норна (Oeneis norna). Если последняя водится в горной тундре и лесотундре Европы и Азии, то у первого вида циркумполярный ареал, ограниченный горной тундрой только в Северной Скандинавии. В России и Северной Америке перламутровка арктическая в арктической тундре встречается и на уровне моря.

Перламутровка арктическая – довольно маленькая бабочка с размахом крыльев всего около 3 см. Ее гусеницы питаются стелющимися кустарничковыми видами ивы, например ивой арктической и ивой сетчатой, а гусеницы бархатницы норны – злаковыми или осоковыми растениями. Гусеницы зимуют дважды и окукливаются весной.

Арктическим летом всегда светло, так что ночные бабочки поневоле постоянно находятся в светлых условиях. Многие из них пользуются теплом в дневные часы, например Polia lamuta, охотно вылетающая на солнечный свет по вечерам. Эта маленькая совка с характерными крылышками с черной каймой – жительница светлых хвойных лесов в зоне перехода между тундрой и тайгой. Ее гусеницы, вероятно, питаются голубикой, черникой и березой.

Другая дневная совка – это Polia richardsoni, маленькая бабочка с размахом крыльев всего 1,5 см. Этот циркумполярный мотылек также встречается в виде немногочисленных реликтовых популяций выше границы произрастания деревьев в Скалистых горах. Гусеницы питаются различными типично арктоальпийскими видами растений, такими как кисличник двустолбиковый, камнеломка и ива ползучая. Бабочки охотно сосут нектар смолевки бесстебельной, еще одного растения с арктоальпийским ареалом.

У вида Sympistis heliophila указание на дневной образ жизни содержится в названии[10]10
  Heliophila – «солнцелюбивая» (от греч. гелиос – «солнце» и филос – «любить»).


[Закрыть]. Этот мотылек днем летает на сухих кустарничковых пустошах и в светлых лесах лесотундры в области перехода между тундрой и тайгой. Гусеницы питаются водяникой, а маленькие бабочки, как и все совки, цветочным нектаром.

Южнее, в таежных болотах, летает совка Lasionycta secedens. Этого мотылька, активного и ночью, и днем, легко узнать по серым передним и желто-белым задним крылышкам. Его гусеницы питаются брусникой.

Одна из самых редких совок Арктики – Xestia borealis. Об этом виде, по европейским законам находящемся под защитой, известно мало.

Такой же редкий вид – медведица альпийская (Acerbia alpina). В 1799 году его открыл итальянский путешественник Джузеппе Ачерби, а в следующий раз его представителей обнаружили лишь 120 лет спустя. В дальнейшем немногочисленные отдельные экземпляры удалось отловить в Европе и Северной Америке. Теперь мы уже лучше представляем, где летает эта крупная пестрая медведица с размахом крыльев около 45 мм. Существует три ее отдельных подвида, разделенных географически: на севере Скандинавии, в Северной Сибири, а также на Аляске и в Северной Канаде. В Южной Сибири и Монголии вид встречается только в горах.

В книгах о бабочках медведицу альпийскую часто относят к роду Acerbia, названному в честь его первооткрывателя. Однако молекулярно-генетические исследования всей родственной группы показали, что род Acerbia следует включать в состав рода Arctia[11]11
  Систематическое положение медведицы альпийской спорное: ряд авторов относит ее к роду Acerbia, другие авторы – к роду Arctia. – Прим. науч. ред.


[Закрыть].

Для зимовки гусеница медведицы альпийской находит хорошо освещенный солнцем камень, где готовит себе кокон. Это необычно для медведиц: обычно они окукливаются на земле, хорошо спрятавшись под камнями. Однако в Арктике с ее почти полностью промерзшим грунтом это была бы плохая идея. Окукливаясь там, где снег сойдет рано, можно пораньше начать и без того короткий сезон. Только куколка должна быть способна перенести резкое падение температуры и хорошо защищена от пересыхания, с одной стороны, и от мороза – с другой. Ведь даже весной ясными ночами температура то и дело опускается ниже –10 °C. Поэтому арктические бабочки и гусеницы накапливают в циркулирующей в теле насекомого жидкости (гемолимфе) глицерин или дисахарид трегалозу и к тому же зимой сокращают содержание в организме воды. Так они не дают образоваться в гемолимфе разрушительным кристаллам льда. Впрочем, в Арктике хорошая защита от мороза необходима не только в холодное время года. Летом температура тоже порой падает ниже точки замерзания и в любой момент может пойти снег.

Гусеницы питаются разными видами растений, например одуванчиком, стелющейся по земле ивой травянистой и различными видами рода вакциниум. Гусеницы медведицы лапландской (Pararctia lapponica, близкой родственницы медведицы альпийской) наряду с голубикой любят березу карликовую и морошку, растение из рода малина.

Многообразие под угрозой: среда влажных тропических лесов

Влажные тропические леса – центры биоразнообразия. Ни в одной экосистеме на Земле нет такого количества видов животных и растений, как в уникальных густых девственных лесах «зеленого ада», который сформировался во влажных тропиках по обе стороны от экватора. Здесь же обитает и большинство из примерно 175 000 известных видов чешуекрылых. Это неудивительно, ведь влажные и теплые дождевые леса со множеством вечнозеленых и цветущих круглый год растений поистине неисчерпаемый источник пищи для гусениц и взрослых особей. Целый день блуждая во влажном тропическом лесу, любитель бабочек увидит огромное множество их видов с непревзойденным богатством форм и окраски. При этом он может и не заметить, что большая часть видов ему встретилась всего один, два, редко три или четыре раза.

Конечно, крупные, переливающиеся разными красками бабочки бросаются в глаза, как, например, красивые особи рода морфо (Morpho) из семейства нимфалид с размахом крыльев до 20 см. Крылья самцов морфо отливают ярко-зеленым, светло– или темно-синим. Как и у переливниц, свет интерферирует на микроскопических структурах чешуек их крыльев.

Морфо киприды (Morpho cypris) летают во влажных тропических лесах Центральной Америки и на севере Южной Америки, в так называемой Неотропике. У этого вида яркой небесно-голубой окраской обладают только самцы, у самок крылышки сверху коричневые. На верхней поверхности крыла у бабочек обоих полов одинаковый светлый узор, нижняя сторона[12]12
  Часто в научной литературе нижняя сторона крыла называется исподом. – Прим. науч. ред.


[Закрыть] имеет невзрачную светло-коричневую защитную окраску, рисунок также одинаков у самца и самки.

Другой вид рода морфо, морфо эгей (Morpho aega), отличается синими крыльями без узора, если не считать черной перевязи на передних крылышках. Морфо эгей относится к тем немногим видам, у которых синий отлив иногда встречается и на крыльях самки. Самки летают в основном в середине дня и откладывают яйца на верхнюю поверхность листьев различных бобовых растений. Проходит около четырех месяцев, прежде чем желтые мохнатые гусеницы с красно-коричневым узором наедят себе длину 9 см и наконец окуклятся.

Надо сказать, что уследить за летящей бабочкой рода морфо непросто. Особи весьма охотно летают в открытых местах, например вдоль рек, дорог и улиц. Но их трудно разглядеть в быстром полете из-за невзрачной нижней поверхности крыльев. Верхняя сторона вспыхивает ярко-синим лишь ненадолго. Стоит бабочке присесть, как она сливается с окружающей средой. Только изредка насекомое спускается на землю, чтобы пососать соки перезрелых забродивших плодов.

СОЗДАНИЕ РАБОЧИХ МЕСТ И ОХРАНА ПРИРОДЫ: ФЕРМЫ ТРОПИЧЕСКИХ БАБОЧЕК

Там, где охотники за бабочками когда-то в большом количестве преследовали прекрасных насекомых, чтобы продавать их коллекционерам в Северной Америке и Европе, сегодня тропических чешуекрылых разводят на специальных фермах. Некоторые виды хорошо размножаются в неволе, а куколки в надежной защитной упаковке рассылают отсюда в сады бабочек по всему миру. В оранжерее с температурой около 30 °C и высокой влажностью воздуха можно с близкого расстояния понаблюдать, как тропическая бабочка выходит из куколки, расправляет крылья, летает и питается. Так что теперь не нужно ехать во влажные леса Мексики, Центральной или Южной Америки, чтобы увидеть мощный быстрый полет бабочек рода морфо, которые повсюду становятся редкими.

Если сад бабочек подходит к делу ответственно, то заказывает куколки с сертифицированных ферм. В основном такие фермы – маленькие семейные предприятия, благодаря которым местное население может обеспечить себе независимость, ведя мелкое крестьянское хозяйство. Сертифицированные фермы собирают в природе либо яйца, либо гусениц. Чтобы самка отложила яйца, ее помещают в клетку с кормовыми растениями личинок, а потом отпускают на волю. Гусеницы в клетке растут под защитой от хищников до самого окукливания.

Фермы бабочек способствуют сохранению ценных биотопов, а также позволяют привлечь внимание людей к вопросам охраны природы и устойчивой экономики. Собиратели могут пожинать «летучие плоды» тропиков только в условиях нетронутого леса. Однако такие фермы постоянно вынуждены противостоять крупным концернам, которые, несмотря на все протесты, десятилетиями уничтожают лес и животных в нем ради древесины и пастбищ или разведения масличных пальм, кормовых и энергетических культур.

Другая группа бабочек с такой же яркой переливчатой окраской – риодиниды (Riodinidae). По-английски их называют metalmarks[13]13
  Металлические метки, пятнышки (англ.).


[Закрыть] из-за металлического цвета крыльев. Бабочки этого семейства, включающего более 1500 видов, в основном распространены в Неотропике, как и бабочки рода морфо. У риодинид тоже чаще всего бросается в глаза яркая верхняя сторона крыльев, а нижняя имеет коричневую окраску. Но у самцов вида Semomesia croesus, который обитает в области Амазонки, крылья ярко-синие и с верхней, и с нижней стороны. Верхнюю сторону также украшает рисунок из черных полос, на передних крыльях заметны глазчатые пятна. Самка, как обычно, окрашена в невзрачный коричневый цвет и откладывает яйца по одному на видах рода психотрия из семейства мареновых. Semomesia croesus летает в девственном дождевом лесу на высоте от 100 до 800 м.

Высоко в пологе влажного тропического леса бо́льшую часть жизни скрывается от взглядов и сачков энтомологов яркая бабочка Agrias aedon. Редкая нимфалида из влажных тропических лесов Центральной Америки, Колумбии и Венесуэлы лишь иногда спускается на землю, чтобы получить пищу из плодов и экскрементов. При этом она складывает крылышки и тут же оказывается прекрасно замаскирована благодаря коричневой окраске испода.

Самцы демонстрируют ярко выраженное территориальное поведение и прогоняют конкурентов, если те приближаются к их участку. Самок они, напротив, специально привлекают с помощью особых ароматических веществ – феромонов. Феромоны вырабатываются у самцов в железах на задних крыльях под заметными желтыми пучковидными андрокониальными чешуйками. Самка воспринимает эти вещества даже в малейшей концентрации, и те указывают ей путь к партнеру.

Особую группу среди тропических бабочек составляют дневные булавоусые бабочки с частично или полностью прозрачными крыльями. Род Грета (Greta) довел дело до совершенства: крошечные наноструктуры на крылышках без чешуек не дают свету отражаться от их поверхности. Бабочка пролетает через дождевой лес почти прозрачной. Не такие прозрачные, но точно не менее красивые сатириды (бархатницы) рода Cithaerias встречаются во влажных тропических лесах Нового Света. Виды этих бабочек с розовой нижней частью задних крылышек, как у Cithaerias aurorina (см. рис. выше), по-настоящему трудно отличить друг от друга.

Гусеницы рода Cithaerias питаются пасленовыми. Личинки невосприимчивы к ядовитым алкалоидам этих растений. Накапливая их в теле, они сами становятся ядовитыми – это явление у чешуекрылых встречается постоянно. Самцы бабочек тоже целенаправленно принимают с нектаром определенных растений яды, а именно пирролизидиновые алкалоиды. Затем самец передает эти вещества самке, которая снова использует их, чтобы несъедобными для потенциальных хищников стали яйца. Кроме того, самцы используют пирролизидиновые алкалоиды на первом этапе выработки феромонов. Это явление тоже известно у бабочек различных групп.

Вид Urania leilus распространен в равнинных дождевых лесах с равномерным теплым и влажным климатом от Коста-Рики до Центральной Америки и, будучи перелетным, порой достигает Малых Антильских островов. Бабочки совершают перелеты по утрам и вечерам, в облачную погоду – в течение всего дня. Небольшой дождь им не мешает, и, только когда начинается тропический ливень, мотылек садится и складывает крылья. От влаги насекомое защищает организация чешуек. Те расположены очень тесно и к тому же, как листья лотоса, имеют мелкие наноструктуры, благодаря которым под действием поверхностного натяжения вода не может замочить крылья. В итоге бабочка готова к полету, как только кончится дождь.

Гусеницы Urania leilus питаются видами кустарниковых молочайных растений рода Omphalaea. Темный мотылек с отливающими бирюзовым полосами на крыльях относится к ураниидам (Uraniidae), небольшому семейству бабочек, которые встречаются в тропиках Центральной и Южной Америки, Юго-Восточной Азии, на севере Австралии и на Мадагаскаре.

Влажные тропические леса простираются от уровня моря до 2000 м и выше: в экваториальной зоне, несмотря на высоту, здесь все еще может расти густой лес. В горах деревья в нем ниже, чем на равнинах, но разнообразие видов не меньше. Это области с самым высоким видовым разнообразием на Земле. Здесь встречается красивая бабочка-медведица Anaxita decorata родом с гор Мексики и Гватемалы.

Большинство видов пядениц, которых на планете известно более 20 000, ведут ночной образ жизни и часто имеют невзрачную окраску. Но есть исключения, и ими, опять же, богаты тропики. Milionia plesiobapta из Папуа – Новой Гвинеи летает днем и окрашена ярко и пестро, как и большинство представителей ее рода. Сам род распространен в Восточной Азии и Австралии, и ученые продолжают описывать в нем новые виды.

ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНЫЕ КОЛЛЕКЦИИ ВЧЕРА И СЕГОДНЯ

Красивые тропические бабочки в прошлом привлекали многих составителей естественно-научных коллекций. Сегодня, когда можно легко найти и в любой момент посмотреть фотографии тропических насекомых или фильмы о них, такие коллекции с аккуратно и искусно препарированными мертвыми насекомыми на булавках, пожалуй, выглядят немного нелепо. И все же для науки они бесценны. Не меньшее значение, чем сам экземпляр, имеют связанные с ним данные – место, где он обнаружен, и дата, когда поймано насекомое. Эта информация указана на маленьких этикетках, которые скрупулезно прикрепляли и продолжают прикреплять к экземпляру, и часто служит основой научных работ.

Сегодня собирать в научных целях растения и животных в естественной среде и фиксировать информацию о них все так же важно. Это не создает проблем с точки зрения охраны природы, если действовать с должной осмотрительностью. При правильном способе сбора образцов невозможно ни поставить под угрозу популяцию, ни уничтожить вид! И не важно, идет речь о природоохранной зоне в Европе или о тропическом лесе: причина вымирания видов кроется в массовом уничтожении сред обитания. В год уничтожают не менее 60 000 км² влажных тропических лесов со всеми их животными и растениями – это три четверти площади Австрии или полторы Швейцарии.

Уничтожение биотопов – не единственная проблема тропиков. Во всем мире сельское и лесное хозяйство становится все более интенсивным, растет площадь водонепроницаемого покрытия поверхностей. В таких условиях, если ученые извлекут из естественной среды обитания несколько растений или животных, это никак не скажется на ситуации в целом. Но дополнять и составлять научные коллекции становится все сложнее, и не только потому, что многие виды стали редкими. Почти во всех странах теперь нужно получать разрешения на сбор растений и животных и приходится учитывать, какие зоны и виды находятся под охраной. Так что для каждой экспедиции за образцами требуется целая кипа бумаг.

Это связано не только с охраной природы. В 1992 году в Рио-де-Жанейро приняли Конвенцию о биологическом разнообразии, которая гарантирует каждому государству права на его генетические ресурсы, то есть растения, животных, грибы и микроорганизмы. Теперь каждая страна вольна решать, кому, в каких целях и на каких условиях предоставлять свои генетические ресурсы. Предпосылкой для этих правил послужило то, что в прошлом предприятия богатых промышленных государств регулярно разрабатывали продукты с высокой маржей прибыли с использованием растений и животных из более бедных стран и не делились этой прибылью со страной-источником.

Да, ученые и любители бабочек собирают насекомых не ради экономической выгоды. Но им тоже приходится соблюдать постановления международного права, не в последнюю очередь потому, что в научные коллекции крайне неохотно принимают образцы животных и растений без необходимых разрешений. Ученые должны отдавать объекты исследований на хранение в общественные организации, многие энтомологи-любители тоже хотели бы в один прекрасный день вверить свою ценную коллекцию в надежные руки научного учреждения. Так что все стараются быть в курсе того, на каких основаниях можно получить доступ к генетическим ресурсам в своей стране и за рубежом.

Крупная тропическая бабочка, без которой не обходится почти ни одна естественно-научная коллекция, это павлиноглазка селена (Actias selene) из семейства павлиноглазок (Saturniidae). Обширный ареал этого палеотропического вида простирается от Индии до Японии и восточноазиатских островов, где в горных дождевых лесах он встречается на высоте более 3000 м. Как и у всех членов семейства, у павлиноглазки селены на каждом крыле по глазчатому пятну. Характерная особенность – вытянутые в длинные хвостики задние крылья. Хоботок редуцирован, бабочка питаться не может. Особенно недолго живет самец, всего один-два дня. Прежде чем умереть, он может успеть оплодотворить самку, которая после этого будет носить в своем теле капсулу с его сперматозоидами (сперматофор). Сперматозоиды из сперматофора проникают в семяприемник. Отсюда они уже оплодотворяют яйца, прямо перед тем, как бабочка их откладывает. Самки живут значительно дольше самцов.

Крупные бабочки часто откладывают крупные яйца. У павлиноглазки селены диаметр яйца составляет около 2 мм. Гусеницы выходят примерно через две недели и питаются на деревьях и кустарниках различных видов. Содержать гусениц сравнительно просто, окукливание проходит легко, а красивые бабочки склонны размножаться и в неволе. Так что неудивительно, что многие выбирают павлиноглазку селену, чтобы сделать первые шаги в разведении чешуекрылых.