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).
Чешуекрылые, или бабочки – один из самых многочиленных отрядов насекомых из типа членистоногие животные. Характерной особенностью всех представителей отряда является наличие чешуйчатого разноцветного покрова крыльев.
В настоящее время известно около 150 тысяч видов, распространенных по всему земному шару, за исключением Антарктиды. Особенно богата разнообразными, ярко окрашенными бабочками фауна тропических областей. Отряд чешуекрылых включает два подотряда: равнокрылые и разнокрылые. К последнему относят большинство ныне известных бабочек. Это красочные огневки, павлиноглазки, ночные бабочки, нимфалиды, пяденицы, а также неприметные моли, вредители садов - листовертки и т.д.
Размножение . Для насекомых данного отряда характерно полное превращение в процессе развития, то есть из яйца вылупливается личинка, не похожая внешне на взрослую особь. Личинки (гусеницы) имеют ротовой аппарат грызущего типа и удлиненное тело. Кроме трех пар грудных ножек, у личинки есть 2-5 пар брюшных ложноножек – нечленистых продолговатых образований с коготками на концах. Личинки многих видов, например, яблочной моли, формируют паутинные гнезда, где несколько особей вместе питаются и скрываются от врагов. Слюнные железы гусеницы, кроме слюны, выделяют еще и шелковые нитки, из которых она плетет защитный кокон для куколки, в которую личинка превращается после нескольких линек. Через определенный период полностью сформированное взрослое насекомое (имаго) выходит из куколки. Для имаго отряда чешуекрылых характерна короткая продолжительность жизни – от нескольких часов (у непитающихся видов) до нескольких месяцев.
Годовые циклы развития бабочек у разных видов отличаются. Большинство видов дают одно поколение в год, некоторые – два и более. Подавляющее большинство чешуекрылых ведет ночной образ жизни, некоторые виды активны в дневное время.
Строение . Размеры представителей отряда чешуекрылых варьируют в широких пределах – от 2 мм до 15 см. Самая маленькая бабочка – моль-малютка, обитающая на Канарских островах, самая крупная – парусник Маака, распространенный в Европе.
Так же, как и у других насекомых тело делится на голову, грудь и брюшко. Внешний прочный хитиновый покров образует наружный скелет.
Все взрослые особи имеют по две пары крыльев, покрытых видоизмененными волосками-чешуйками. Эти чешуйки определяют рисунок и окраску крыльев, благодаря сочетанию окрашенных и бесцветных чешуек, преломляющих солнечные лучи и придающих крыльям металлический блеск. Окраска крыльев может быть яркой, отпугивающей врагов, или блеклой, приспособительной (для мимикрии). Все бабочки хорошо летают, некоторые способны к длительным перелетам.
Ротовой аппарат бабочек сосущего типа и представляет собой пластичный, спирально закрученный хоботок, для питания жидкими веществами, в частности, нектаром цветов. Некоторые моли лишены хоботка, у них ротовые органы грызущего типа. Имеются усики различного размера и формы – органы обоняния и осязания. Крупные сложные глаза, расположенные по бокам головы, хорошо развиты. Характерно наличие слухового аппарата и органов вкуса.
Все бабочки раздельнополые. У некоторых видов выражен половой диморфизм.
Значение чешуекрылых в природе и жизни человека огромно. Взрослые бабочки – прекрасные опылители растений. Но гусеницы многих видов (например, непарный шелкопряд, белянка капустная, яблочная моль) наносят вред культурным растениям. Иногда гусениц определенных видов используют в борьбе с сорняками. Тутового и дубового китайского шелкопряда человек издавна разводит для получения шелка. Многие крупные бабочки привлекают своей красотой, к примеру, махаон, аполлон. Издавна собирают энтомологические коллекции, как частные, так и научные. С увеличением числа коллекционеров в некоторых странах даже были созданы фермы по разведению бабочек. Более 100 видов бабочек находятся на грани уничтожения и занесены в Красную книгу.
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 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. Только у зубатых молей (Micropterigidae) ротовой аппарат грызущего типа. Усики хорошо развиты, самого разнообразного строения - от нитевидных до перистых или булавовидных.
Крылья обычно широкие, треугольные, реже узкие или даже ланцетовидные. Чаще всего передние крылья несколько шире задних, но иногда (например, у видов семейства Crambidae
) наблюдаются обратные соотношения: задние крылья гораздо шире узких передних крыльев. У низших чешуекрылых (Micropterigidae, Eriocraniidae, Hepialidae
) обе пары крыльев примерно одинаковы по форме и размерам.
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. В некоторых группах френатный сцепочный аппарат исчезает (например, у булавоусых чешуекрылых - Rhopalocera и коконопрядов - Lasiocampidae ), и соединение крыльев обеспечивается наложением переднего крыла на расширенное основание заднего крыла. Такой тип сцепления крыльев называется аплексиформным.
Жилкование крыльев чешуекрылых характеризуется значительной (редукцией поперечных жилок и незначительным ветвлением основных продольных стволов. В пределах отряда выделяется 2 типа жилкования крыльев.
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. Ноги бегательные, часто со шпорами на голенях. У некоторых чешуекрылых передние ноги сильно (редуцированы, спрятаны в волосяном покрове, и бабочки передвигаются на четырех ногах.
Дневные чешуекрылые, образующие естественную группу Rhopalocera, в состоянии покоя поднимают и складывают крылья над спиной. У большинства остальных бабочек обе пары крыльев отводятся назад, складываются и вытягиваются вдоль брюшка; только некоторые пяденицы (Geometridae ) и павлиноглазки (Attacidae ) не складывают крылья, а держат их распростертыми в стороны.
Брюшко состоит из 9 сегментов. Последний сегмент резко модифицирован, особенно у самцов, у которых он формирует копулятивный аппарат. Структурные особенности копулятивного аппарата широко используются в систематике, позволяя четко разграничивать даже близкие виды. 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. Этот тип половой системы назван дитризным и характерен для большинства чешуекрылых. Однако в архаичных семействах (Micropterigidae, Eriocraniidae и др.) половая система построена по так называемому монотризному типу, при котором имеется только одно половое отверстие. И наконец, в семействе Hepialidae , хотя и развиты два половых отверстия, оба они занимают терминальное положение.
Характерная черта бабочек - развитие у многих из них криптических приспособлений, обеспечивающих их защиту от хищников. Сложные рисунки на крыльях имитируют отдельные элементы окружающей среды. Так, у некоторых совок (Nootuidae ), сидящих днем на стволах деревьев, передние крылья по окраске и рисунку сходны с лишайниками. Задние крылья, прикрытые сверху передними, не видны и не имеют сложного рисунка. То же самое наблюдается и у дендрофильных пядениц (Geometridae ), у которых на передних крыльях часто воспроизводится изображение структуры коры. У некоторых нимфалид (Nymphalidae ) при складывании крыльев наружной оказывается их нижняя сторона. Именно эта сторона окрашена у многих из них в темно-бурые тона, что в сочетании с изрезанным контуром крыльев создает полную иллюзию засохшего прошлогоднего листа.
Часто параллельно с криптической окраской у бабочек наблюдаются рисунки с яркими, броскими пятнами. Почти все нимфалиды, обладающие криптическим рисунком на исподе крыльев, сверху окрашены исключительно эффектно. Многоцветная яркая окраска используется бабочками для распознавания особей своего вида. У пестрянок (Zygaenidae ), обладающих ядовитой гемолимфой, яркая контрастная окраска крыльев и брюшка выполняет иную сигнальную функцию, указывая на их несъедобность для хищников. У части чешуекрылых, ведущих дневной образ жизни, возникает замечательное внешнее сходство с хорошо защищенными насекомыми, такими как жалящие перепончатокрылые. У стеклянниц (Sesiidae ) такое сходство достигается окраской брюшка и прозрачностью узких крыльев, на которых практически полностью редуцированы чешуйки.
Основным источником пищи для бабочек служит нектар. Перелетая при питании с цветка на цветок, бабочки, наряду с двукрылыми, перепончатокрылыми и жуками активно участвуют в опылении растений. Примечательно, что бабочки, обладая достаточно длинным хоботком, посещают цветки не только с открыто расположенными источниками нектара, но и с нектаром, глубоко скрытым в шпорцах цветков или на дне трубчатого венчика и соответственно недоступным для других насекомых. Цветки многих гвоздичных и орхидных благодаря их морфологии могут опыляться только чешуекрылыми. У некоторых тропических орхидей возникают специальные приспособления к опылению цветков чешуекрылыми.
Помимо нектара многие бабочки охотно поглощают сок, вытекающий из пораненных деревьев или плодов. В жаркий летний день можно наблюдать большие скопления белянок (Pieridae ) возле луж. Сюда же, привлеченные водой, прилетают и другие чешуекрылые. Многие дневные бабочки часто кормятся на экскрементах позвоночных животных. Независимо в самых различных семействах чешуекрылых возникает афагия: бабочки не питаются и их хоботок подвергается редукции. Среди насекомых с полным превращением чешуекрылые - единственная крупная группа, в которой столь часто наблюдается переход к афагии.
Большинство чешуекрылых ведет ночной образ жизни и только некоторые группы активны днем. Среди последних ведущее место принадлежит булавоусым, или дневным чешуекрылым (Rhopalocera) - группе, чрезвычайно обильно представленной в тропиках. Дневной образ жизни характерен также для ярко окрашенных пестрянок (Zygaenidae ) и стеклянниц (Sesiidae ). Среди других семейств чешуекрылых палеарктической фауны виды с дневной активностью встречаются спорадически. Некоторые совки (Noctuidae ), пяденицы (Geometridae ), огневки (Pyralidae ), листовертки (Tortricidae ) обладают круглосуточной активностью, однако днем эти бабочки чаще всего активны в пасмурную погоду или в затененных местах.
Чешуекрылые - насекомые с четко выраженным половым диморфизмом, который проявляется в строении усиков и сцепочного аппарата крыльев, в характере крылового рисунка и в степени опушения брюшка. Наиболее демонстративный половой диморфизм в рисунке крыльев наблюдается как у дневных, так и у ночных чешуекрылых. Ярким примером половых различий может служить расцветка крыльев у непарного шелкопряда (Ocneria dispar L.). Самки этого вида крупные, со светлыми, почти белыми крыльями; они резко отличаются от мелких и стройных самцов со сложным бурым рисунком на крыльях. Усики у самок непарного шелкопряда слабо гребенчатые, у самцов сильно гребенчатые. Половой диморфизм в окраске крыльев может быть выражен в ультрафиолетовой части спектра и невидим для глаза человека. Так, совершенно одинаковые белые бабочки боярышницы (Aporia crataegi L.) на самом деле диморфны, и самцы отличаются от самок ультрафиолетовым рисунком.
Крайним выражением полового диморфизма могут служить мешочницы (Psychidae ), некоторые пяденицы (Geometridae ), отдельные виды волнянок (Lymantriidae ) и листоверток (Tortricidae ), у которых самки в отличие от самцов не имеют крыльев, либо обладают их рудиментами. Самки многих чешуекрылых выделяют пахучие вещества (феромоны), запахи которых самцы улавливают обонятельными рецепторами. Чувствительность рецепторов довольно высока, и самцы улавливают запах самки с расстояния в несколько десятков, а иногда и сотен метров.
Мало кто задумывается, что основное разнообразие животного мира определяется, прежде всего, огромной массой мелких, но вездесущих, беспозвоночных животных. Их размеры относительно зверей и птиц достаточно малы: от нескольких микрон (одноклеточные простейшие) до нескольких сантиметров. Но именно они составляют основную массу животных в любом регионе планеты, и на Урале тоже.
Древнейшие ископаемые бабочки (Archaeolepis) известны из отложений юрского периода вблизи Дорсета, Великобритания, их возраст составляет около 190 млн. лет. Много экземпляров древних насекомых сохранилось в ископаемой окаменевшей смоле – янтарях и копалах. Прилипнув когда-то к смоле, они остались в ней навсегда. И вот теперь энтомологи собирают целые коллекции насекомых, замурованных в янтарях, вымываемых морской волной или выкапываемых в карьерах, где добывают янтарь в Прибалтике и Восточной Пруссии. Чаще всего в янтарях находят мух (около 50% всех включений), на втором месте стоят жуки (4, 5%) и лишь на третьем (всего 0, 1% находок) – бабочки. Редкое попадание бабочек в смолу связано с тем, что крылья у них покрыты чешуйками и волосками, которые предохраняли насекомых от прилипания. И, конечно, мелким бабочкам завязнуть в смоле было легче, чем крупным – в янтарях и копалах встречаются представители семейств чешуекрылых, отличающиеся небольшими размерами: моли, длинноусые моли, листовертки, огневки, мешочницы и некоторые другие. Большинство найденных таким образом видов относятся к современным семействам.
Бабочки наделены множеством хитроумных приспособлений, помогающих выжить в полном опасностей окружающем мире. Наибольшее развитие группы совпадает с расцветом цветковых растений в меловой период. Бабочки и цветы развивались бок о бок. Чешуекрылые насекомые встречаются почти во всех уголках мира, за исключением Антарктиды. Они приспособились к разнообразным условиям обитания.
Одни живут высоко в горах, другие - на затерянных в океане островах, а некоторые мотыльки проводят большую часть жизни в водной среде рек и озёр. В России насчитывается более пятнадцати тысяч чешуекрылых.
Мир насекомых, а в частности, отряд чешуекрылые, в туризме можно использовать, в первую очередь, в эстетических целях. При каком-либо туристическом маршруте в лесу, парке, увидев бабочку, можно акцентировать внимание туристов на этой бабочке. Сказать, как она называется и, если известно, рассказать о каких-либо интересных фактах из жизни этой бабочки.
В настоящее время существуют научные коллекции, которые представлены фондами музеев, университетов, научно-исследовательских институтов и т. д. Такие коллекции собираются научными работниками, которые проводят специализированные фаунистические, эволюционные и экологические исследования бабочек. Научные коллекции предназначенные для всеобщего обзора.
Последнее время многие частные коллекции становятся выставочными, принося дополнительный доход их создателям.
Интересно что за бабочки начинают порхать по комнате зимой, когда приезжаешь в сад. Оказывается – это крапивница. А летом: пойдёшь в лес, вокруг порхают бабочки, а ты даже не знаешь как они называются. Нужно не только любоваться окружающей природой, но и знать её представителей, чтобы передать эти знания будущему поколению и привить любовь детей к природе.
Гусеницы некоторых видов могут использоваться в борьбе с сорными растениями.
Бабочки также выступают опылителями (они лучшие (после пчел) опылители растений) многих видов цветковых растений, ведь значительная часть этих насекомых характеризуется развитием антофилии. В ходе эволюции бабочки приспособились к определённым цветковым растениям, а ряд видов растений приспособились к опылению исключительно бабочками. Например, только юкковая молью опыляются растения из рода юкка.
Не стоит забывать ещё об одном, казалось бы, весьма неожиданном использовании чешуекрылых: весь натуральный шёлк получен из тончайших нитей, которые прядут гусеницы шелкопряда.
Кроме пользы бабочки могут приносить и вред. В хозяйственной деятельности человека бабочки, вернее их гусеницы, выступают как вредители садовых и огородных культур, правда, в меньших масштабах по сравнению с жуками.
Гусеницы ночных бабочек весьма прожорливы. Они могут повреждать листья, стебли и корни растений, поедать хранящиеся пищевые продукты, портить различные волокна и другие материалы. Личинки многих видов ночных бабочек наносят значительный ущерб сельскому хозяйству.
Вероятно, самый заметный тип ущерба, причиняемого гусеницами растениям, - дефолиация, т. е. уничтожение листвы. Голодные личинки бабочек могут буквально оголять поля, огороды и даже лесные насаждения.
Характеристика отряда Чешуекрылые, или Бабочки
Отряд бабочек именуется «лепидоптера», что значит «чешуекрылые» - второй по числу видов (после жуков) отряд насекомых с полным превращением. В настоящее время известно 140 тысяч, а по некоторым данным – даже 200 тысяч видов бабочек. На территории России встречается 8879 видов. На Урале более тысячи.
Чешуекрылые - один из наиболее богатых видами отрядов насекомых.
Отряд условно включает четыре большие группы:
1. Низшие разноусые бабочки,
2. Огнёвкообразные бабочки,
3. Дневные, или булавоусые бабочки,
4. Высшие разноусые бабочки.
Последнюю группу часто называют ночными, что не совсем корректно, так как многие из них ведут дневной образ жизни. Для дневных характерны булавовидные усики. Высшиеразноусые бабочки, большинство из которых активно в тёмное время суток, имеют нитевидные или перистые усики. Механизм крепления передних и задних крыльев к груди различен - булавоусые бабочки способны складывать крылья «за спиной», в то время как разноусые бабочки оставляют крылья раскрытыми плашмя или складывают их «домиком».
Размеры бабочек нашего мира колеблются в широких пределах от 2 миллиметров (у мелких видов молей) до 32 сантиметров (в размахе крыльев у некоторых тропических видов). Самая большая в мире бабочка – южноамериканская совка «тизания агриппа». Однако рекордно длинные ее крылья сравнительно узки, и поэтому их поверхность уступает двум другим бабочкам из Новой Гвинеи и близлежащих южноазиатских стран – бабочке-геркулесу и атласу. Поверхность их крыльев – 300 квадратных сантиметров.
Самая крупная дневная бабочка России - парусник Маака, с размахом крыльев до 13, 5 см. А крупнейшей ночной бабочкой Европы и России является павлиноглазка грушевая, с размахом крыльев до 15 см.
Как устроена бабочка
Перепончатые крылья покрыты окрашенными мелкими чешуйками (отсюда название чешуекрылые), которые определяют своеобразие цвета и рисунка насекомых. Многие бабочки ярко и броско окрашены. Чешуйки на крыльях бабочек имеют огромное значение в жизни насекомых. Они необходимы для полёта, а их окраска важна для маскировки, для предупреждения врагов (если бабочка несъедобна или ядовита), важна для продолжения рода (по окраске иногда бабочки узнают или находят друг друга). Есть бабочки, крылья которых по самой природе устроены так, что в них оставлены «окна» - лишенные чешуек прозрачные пятна. У некоторых, кроме самой краевой зоны, крылья вообще без чешуек. Они видом напоминают перепончатокрылых.
Чешуек различают три вида:
Ø Пигментные, окраска которых зависит от находящихся в них пигментных зерен;
Ø Оптические – их окраска зависит от преломления света;
Ø Пахучие. Пахучие чешуйки представляют собой видоизмененные волоски и могут располагаться не только на крыльях, но и на ногах и брюшке бабочки. Вещество, определяющее запах пахучих чешуек, является феромоном и служит для привлечения особей противоположного пола. Оплодотворенные самки большинства видов бабочек перестают выделять вещества, привлекающие самцов.
Запах феромонов действует на очень больших расстояниях. Еще знаменитый французский энтомолог Жан-Анри Фабр (1823–1915) обратил внимание, что самцы бабочки большого ночного павлиньего глаза прилетают на запах самки, находящейся на расстоянии 10–11 км!
У каждого вида бабочек свой запах. Иногда он приятен – некоторые бабочки пахнут ванилью, резедой, земляникой, геранью, шоколадом. Самцы капустницы пахнут красной геранью, репницы – резедой, брюквенницы – цветами лимона. Некоторые бабочки сохраняют привлекающие запахи и после того, как их препарируют для коллекций. Один ученый, занимавшийся коллекционированием бабочек, всегда возил с собой экземпляр тропической бабочки, чтобы время от времени наслаждаться запахом ее пахучих чешуек.
Но запахи пахучих чешуек бывают и неприятными. Некоторые чешуйки, например, пахнут плесенью. Иногда издаваемый бабочками запах приятен для нашего обоняния, но неприятен для других животных. Например, самки и самцы тутового шелкопряда пахнут мускусом. Предполагают, что его запах, привлекая половых партнеров, одновременно отпугивает врагов бабочки.
Возможно, что самец бабочки находит самку не только по запаху, но и улавливая исходящее от нее инфракрасное излучение. Хотя бабочки пойкилотермные существа, т. е. температура их тела в целом зависит от температуры окружающей среды, во время полета, при усиленной работе мускулатуры крылового аппарата, температура бабочек повышается. И порой очень сильно – например, некоторые бабочки из семейства совок при температуре окружающей среды –2 °C могут иметь температуру тела до +30 °C.
Как у всех насекомых, тело бабочек делится на три главных отдела: голову, грудь и брюшко. Снаружи оно защищено твёрдым хитиновым покровом, образующим наружный скелет.
Голова у них малоподвижная, гипогнатная, глаза крупные, круглые или овальные, окружены волосками и занимают значительную часть головы. Усики располагаются на теменной части головы и являются органами чувств, воспринимающими запахи и колебания воздуха. Усики также помогают удерживать равновесие при полёте. По строению различают щетинковидные, нитевидные, булавовидные, крючковатые, гребенчатые, перистые типы усиков.
Вторым главным признаком бабочек является устройство их ротового аппарата. Есть бабочки у которых ротовой аппарат отсутствует – такие бабочки во взрослом состоянии (имаго) ничего не едят и живут запасами, накопленными гусеницами. Но большинство видов имеют ротовой аппарат сосущего типа (мягкий и гибкий хоботок). Органы вкуса у бабочки - на лапках. И этот ее «язык» в 2000 раз чувствительнее, чем у человека. Стоит только бабочке коснуться своими лапками вкусной пыльцы или сладкого сока, как она тут же понимает, что к чему, и ее хоботок моментально разворачивается. Его длина зависит от глубины чашечки цветка, на котором питаются бабочки определенного вида. Иногда хоботки совсем короткие, иногда длинные, до 35 сантиметров, как, например, у одного из видов мадагаскарского бражника.
По бокам головы расположены полушаровидные, хорошо развитые, сложные, фасеточного типа, глаза, состоящие из большого числа (до 27 000) омматидиев, дающих общее мозаичное изображение. Чешуекрылые способны различать цвета, но в какой мере - пока изучено недостаточно. Некоторые бабочки, например, крапивница и капустница, различают красный цвет, в то время как сатиры его нисколько не видят. В наибольшей степени привлекают бабочек два цвета - сине-фиолетовый и жёлто-красный. Бабочки способны видеть ультрафиолетовые лучи, которые человек не воспринимает, чувствительны к поляризованному свету и способны ориентироваться по нему в пространстве. Бабочкам, к примеру, это помогает быстро находить нужные им растения. Нам все может казаться однообразно зеленым, а они улавливают невидимые людям оттенки. Движущиеся объекты различают гораздо лучше неподвижных.
Кроме двух больших фасеточных глаз, у некоторых бабочек бывают ещё два точечных, или простых глазка.
Грудь, как и у всех насекомых, состоит из трёх сегментов: переднегруди, среднегруди и заднегруди - несущих три пары ног и две пары крыльев. Грудь характеризуется максимальным развитием среднего сегмента, на который падает основная нагрузка в работе крылового аппарата. Заднегрудь имеет подчиненное значение. Переднегрудь подвергается заметной редукции и в большей части мембранозная. Строение ног большинства бабочек типично для насекомых, они ходильные или бегательные и у большинства видов развиты хорошо. У некоторых дневных бабочек они заметно редуцированы, а передняя пара ног модифицирована. Тазики крупные, соединение их с грудью малоподвижное, свободная часть ноги включает вертлуг, бедро, голень и лапку (у большинства видов все лапки пятичлениковые с парой коготков на конце).
Крылья перепончатые, чешуйчатые, обычно широкие, реже узкие, лентовидные. У большинства видов передние крылья крупнее задних. Многие виды ярко и броско окрашены.
Форма крыльев у бабочек разнообразна, но у подавляющего большинства видов они пригодны для полета.
Обычно бабочки в поисках корма, полового партнера или места для откладки яиц широко перемещаются в пространстве. Но, например, самки ряда бабочек мешочниц лишены крыльев, внешне похожи на червячков и почти не передвигаются. Бабочка пяденица-обдирало тоже лишена крыльев и передвигается исключительно с помощью ног.
Другие чешуекрылые, напротив, отличные летуны. Таковы, например, бражники. Их мощный стремительный полет позволяет преодолевать расстояния в сотни, а порой даже тысячи километров. К преодолению больших расстояний способны бабочки репейницы, адмиралы, капустницы, траурницы. Мигрирующие бабочки совершают перелёты, как в одиночку, так и объединяться в стаи. Виды, совершающие регулярные миграции, обычно чётко следуют определённому маршруту, который часто совпадает с направлением миграционных путей птиц. Но у большинства видов бабочек весь жизненный цикл проходит на одних и тех же территориях.
Брюшко у бабочек удлинённое, цилиндрической формы, у самцов тоньше и иногда несколько уплощённое с боков. Брюшко состоит из 9 сегментов, причем последний модифицирован для половой функции.
Самый тонкий слух - у ночных бабочек. Без него они просто погибли бы. Дело в том, что основные враги этих бабочек - летучие мыши. Как летучая мышь в полной темноте отыскивает в воздухе насекомых, - давно известно. Посылая быструю серию неслышных человеку ультразвуков, она как бы ощупывает пространство. Если ультразвук, выпущенный «передатчиком», не возвращается обратно, не принимается живым «локатором», зверек летит спокойно. Если же звук возвращается, - значит, наткнулся на препятствие. Летучая мышь способна мгновенно определить, что впереди - стена или комар, птица или бабочка, и стремительно бросается на все съедобное. Кажется, нет спасения от хищника. Но реакция ночных бабочек еще быстрее. Они улавливают сигналы летучей мыши за 30 метров и либо падают на землю, либо бабочка начинает петлять, метаться из стороны в строну и часто спасается.
А где же у бабочек «уши»? Ученые выяснили, что у дневных бабочек органы слуха находятся на передних крыльях, а у ночных - между грудью и брюшком.
Частоту звука измеряют в условных единицах - герцах. Один герц - это колебание звуковой волны в секунду. Частота более 20 тысяч герц называется ультразвуком, менее 20 тысяч герц - инфразвуком. Люди могут слышать звуки, частота которых не ниже 20 и не выше 20 тысяч герц. А вот некоторые ночные бабочки способны улавливать до 250 тысяч звуковых колебаний в секунду, то есть слух у них в 12 раз тоньше, чем у человека.
А есть ли у бабочек сердце? Да, есть. Только не в груди, а… в брюшке. И кровь у них не красного цвета, а зеленого. В ней нет гемоглобина, и она не переносит кислород, как у человека, а доставляет по всем клеткам насекомого питательные вещества, различные гормоны и ферменты.
Для полета мышцы бабочки должны быть разогреты, по крайней мере, до 30 градусов. Вот почему так часто можно увидеть бабочку, которая, широко раскрыв крылья, греется на солнце - она восполняет потраченную энергию.
Дышит бабочка через тончайшие трубочки - трахеи, пронизывающие все ее тело. Они соединены с внешним миром двумя отверстиями на груди и шестнадцатью - на брюшке.
Жизненный цикл бабочки
Бабочки относятся к насекомым с полным превращением, или голометаморфозом. Их жизненный цикл включает четыре фазы:
· Личинка (гусеница);
· Куколка;
· Взрослое насекомое (имаго).
Яйцо
Яйца бабочек покрыты плотной твёрдой оболочкой и могут быть разнообразной формы. В зависимости от рода и вида яйца могут быть круглыми, цилиндрическими, шаровидными, яйцеобразными, угловатыми. Их внешняя поверхность может быть рельефной, образовывая углубления, точки, полоски, бугорки, расположенных, как правило, в симметричном порядке. Окраска чаще всего белая и зеленоватых оттенков, реже - бурая, жёлтая, красная, голубая, тёмно-зелёная, иногда с цветным рисунком. Самки откладывают яйца на листья, стебли или ветки кормовых растений. Их число в кладкезависит от вида и может быть больше 1000, однако до взрослой стадии выживают немногие. В зависимости от вида, яйца могут откладываться поодиночке или группами по 10 и более. Самки могут покрывать яйца волосками из густого пучка на конце брюшка. Отложенные яйца могут покрываться выделениями из придаточных половых желёз, которые застывая, образуют защитный щиток (яблонная моль). Средняя продолжительность стадии яйца 8-15 дней. У многих видов умеренного пояса отложенные осенью яйца зимой находятся в состоянии диапаузы.
Яйцо бабочки. Фото: Gilles San Martin
Гусеница
Гусеницы –личинки бабочек - обычно окрашены в зеленые или бурые тона, часто покрыты волосками, шипами. Как правило, они имеют червеобразную форму с грызущим ротовым аппаратом. Физиологической особенностью гусениц является наличие пары изменённых слюнных желез, открывающихся общим каналом на нижней губе и вырабатывающих особый секрет, быстро затвердевающий на воздухе, образуя шёлковую нить. Этими паутинными нитями гусеницы скрепляют листья, ткут из них коконы, спускаются на них с ветвей деревьев, делают паутинные гнезда.
Гусеница бабочки. Фото: Victor Korniyenko
Они живут на листьях, в стеблях и стволах растений, в почве, под корой, некоторые в стеблях водных растений под водой или в муравейниках.
Большинство гусениц являются фитофагами - питаются листьями, цветками и плодами растений. Ряд видов - кератофаги - питаются воском, шерстью, роговыми веществами (гусеницы молей рода Ceratophaga живут в рогах африканских антилоп, питаясь кератином). Немногие виды являются ксилофагами - стеклянницы и древоточцы. Гусеницы некоторых видов - хищники, питаются тлями, червецами, личинками и куколками муравьёв. Гусеницам некоторых видов свойственна олигофагия - питание очень ограниченным количеством видов растений. Например, гусеницы поликсены питается лишь четырьмя видами растений рода Кирказон.
Тело гусеницы состоит из 3 грудных и 10 брюшных сегментов. Кожа гладкая, с редкими бородавками, щетинками или волосками, шипами.
Грудные сегменты несут 3 пары членистых ног, брюшные обычно имеют 5 пар более толстых ног, с крючками на подошвах, помогающие гусенице удерживаться на субстрате. У пядениц и некоторых совок имеет место уменьшение числа брюшных ног до 2-3 пар, или же они редуцируются.
По образу жизни гусеницы условно разделяются на две большие группы:
Гусеницы, ведущие свободный образ жизни, открыто питающиеся на кормовых растениях;
Гусеницы, ведущие скрытый образ жизни.
Гусеницы, ведущие скрытый образ жизни обитают в переносных чехликах, которые они сооружают из шелковистой нити (мешочницы), либо из кусочков листьев (ряд огнёвок).
Гусеницы таскают такой чехлик на себе, прячась в него при опасности. Другие гусеницы, строят убежища из листьев, свёртывая и скрепляя их шелковистой нитью, часто образуя сигарообразную трубку. Скрытый образ жизни ведут и гусеницы, обитающие внутри различных частей растений. Сюда можно отнести бабочек из групп: моли-минёры, плодожорки, а также виды -галлообразователи.
Окраска тела гусениц взаимосвязана с их образом жизни. Гусеницы, ведущие открытый образ жизни, имеют покровительственную окраску, сочетающуюся с определённой формой тела, порой напоминающей части растений. Наряду с покровительственной окраской распространена яркая демонстрационная окраска, свидетельствующая об их несъедобности. Некоторые гусеницы в момент опасности принимают угрожающую позу, например большой гарпии, винный средний бражник.
Куколка
Гусеницы в конце своего развития превращаются в куколок. Куколки разных бабочек отличаются величиной и цветом, но все имеют яйцевидную форму, с заострённым задним концом, малоподвижны – подвижность сохраняют лишь отдельные сегменты брюшка, почти всегда относятся к покрытым куколкам. Располагается открыто на растении, но чаще находится внутри оплетённых свёрнутых и склеенных листьев, либо в поверхностном слое почвы, на стеблях и стволах растений. Куколки не питаются, и считаются покоящейся фазой развития. Внутри куколки происходят сложные изменения, связанные с перестройкой и образованием органов имаго. Эти изменения состоят из двух одновременно происходящих процессов - гистолиза и гистогенеза. У таких семейств как сатурнии, коконопряды куколка находится внутри специального сплетённого кокона.
Куколки бабочки. Фото: Julia Folsom
Место и способ окукливания различны у разных семейств, родов и отчасти видов: на растениях, в почве, у многих видов куколки заключаются в сплетаемый гусеницей из волосков и паутинных нитей кокон. Самцы почти всегда выходят из куколок раньше самок.
У дневных бабочек куколка без кокона и висит вниз головой (висячая) или привязана вверх головой, как бы подпоясана (она так и называется - подпоясанная). Ночные бабочки, за исключение бражников, окукливаются в коконах.
Имаго
Из куколки выходит взрослое насекомое - имаго. Данная форма является половозрелой, способной к размножению. В первые минуты после выхода из куколки бабочка ещё не способна летать; она взбирается на возвышения, где остаётся до расправления крыльев, происходящего под давлением гемолимфы, заполняющей сосуды крыльев. Расправленные крылья отвердевают и приобретают окончательную окраску.
Имаго бабочки. Фото: Dave.Dunford
Основная функцияданной стадии жизненного цикла - размножение и расселение.
Продолжительность жизни имаго колеблется от нескольких часов до нескольких месяцев (у видов впадающих в диапаузуна зиму) и в среднем составляет 2-3 недели. Разные виды бабочек переживают зиму в различных фазах развития. Некоторые (например, моль облепиховая, пяденица зимняя, шелкопряды и др.) откладывают на зиму яйца и погибают. Яйца же перезимовывают и весной дают жизнь новому поколению. У других видов - большинства совок и пядениц - зимуют куколки или гусеницы. А такие виды, как траурница, крапивница, крушинница, павлиний глаз дневной, многоцветница эль-белое, адмирал и некоторые виды совок зимуют в стадии взрослой особи и весной, проснувшись, радуют наш глаз раньше других бабочек.
С наступлением холодов зимующие бабочки забиваются под опавшие листья, под кору, в щели заборов, трещины на коре деревьев и т. д.
Большинство бабочек (имаго) питаетсянектаром цветов, некоторые – соком, вытекающим из деревьев, часто вообще не питаются (афагия). Многие виды ленточников очень любят дубовый сок, кисловато-терпкий запах которого привлекает массу этих бабочек с большого расстояния. Первые весенние бабочки – траурница, многоцветница, углокрыльницы, крапивница – пьют талую воду и березовый сок. Ленточник тополевый и переливницы любят посещать свежие испражнения и даже трупы.
Ночные и дневные бабочки
Многие взрослые бабочки активны днём, а ночью отдыхают, спят. Это дневные бабочки. Мы не раз любовались голубянками, лимонницей, траурницей, крапивницей, павлиньим глазом, бражниками и ещё многими другими красавицами, названия которых нам неизвестны. Другая большая группа бабочек, называемых ночными, летает в сумерки и ночью, а днем скрывается в укромных местах. Среди них выделяются сильные, юркие, пушистые, мохнатые, средней величины или мелковатые создания, которые в темноте нежданно-негаданно прилетают на свет, с шумом таранят лампочки, отскакивают от них, не улетаю восвояси, а вьются-бьются о любые поверхности, лихорадочно вибрируя крыльями с бешеной скоростью. При попытке поймать их они ускользают, оставляя на руках несметное количество чешуек в виде серой пыли. Это различные совки. К ночным бабочкам относятся: пяденицы, хохлатки, коконопряды, совки, бражники, пяденицы, медведицы моли и другие.
Защита от хищниковМетоды защиты от хищников очень разнообразны. Ряд видов обладают скверным запахом и неприятным вкусом, либо ядовиты, всё это делает их несъедобными. Попробовав такую бабочку один раз, хищники будут избегать подобный вид в дальнейшем.
Ядовитые и несъедобные виды часто обладают предостерегающей яркой окраской. Бабочки, лишённые таких средств защиты, часто мимикрируют несъедобным видам, подражая не только окраске, но и форме крыльев. Данный вид мимикрии наиболее развит именно у чешуекрылых, и называется «бейтсовской».
Некоторые бабочки подражают осам и шмелям, например стеклянницы, бражник шмелевидка жимолостная, шмелевидка скабиозовая. Данное сходство достигается благодаря окраске, контурам тела и структуре крыльев - они почти лишены чешуек и прозрачные, задние крылья короче передних, а чешуйки на них сосредоточены на жилках.
Многие виды имеют покровительственную окраску, маскируются под сухие листья, веточки, кусочки коры. Например, лунка серебристая напоминает отломанный сучок, коконопряд дуболистныйпоходит на сухой берёзовый лист.
В отличие от бабочек активных в светлое время суток, виды активные в сумерках или ночью, обладают иной защитной окраской. Верхняя сторона их передних крыльев окрашена в цвета субстрата, на котором они сидят в покое. При этом их передние крылья складываются вдоль спины наподобие плоского треугольника, прикрывая нижние крылья и брюшко.
Одним из видов отпугивающей окраски являются «глазки» на крыльях. Они располагаются на передних или задних крыльях и имитируют глаза позвоночных животных. В спокойном состоянии бабочки с такой окраской обычно сидят, сложив крылья, а будучи потревоженными, раздвигают передние крылья и демонстрируют отпугивающие ярко окрашенные нижние крылья. У некоторых видов отчётливо выделяются большие и очень яркие тёмные глазки с белым контуром, похожие на глаза совы.
Ночные бабочки для защиты от летучих мышей обладают густо опушёнными волосками телом. Волоски помогают поглощать и рассеивать ультразвуковые сигналы летучих мышей, и тем самым маскировать местонахождение бабочки. Многие бабочки замирают, когда обнаруживают сигнал сонара летучей мыши. Медведицыспособны генерировать серии щелчков, которые по мнению ряда исследователей также препятствуют их обнаружению.