Курсовая работа: Чешуекрылые европейской части России с дневным образом жизни

Гусеницы, живущие «обществами», обычно устраивают специальные, иногда сложные гнезда, оплетая паутиной ветви, листья и другие части растений. Крупные паутинные гнезда образуют гусеницы яблонной горностаевой моли (Hyponomeuta malinellus), являющиеся опасными вредителями садов и лесов. Большими группами живут в паутинных гнездах гусеницы походных шелкопрядов (семейство Eupterotidae), отличающиеся своеобразным поведением: в поисках пищи они отправляются «в поход» стройными рядами, следуя гуськом, друг за другом. Так ведут себя, например, гусеницы дубового походного шелкопряда (Thaumetopoea processionea), изредка встречающегося в лесах Юго-Западной Украины.

Бабочка этого вида летает в августе и сентябре и откладывает яйца на кору дуба кучкой из нескольких прямых рядов, по 100-200 штук в кучке. Яйца зимуют, защищенные плотной прозрачной пленкой, образующейся из выделений самки. Вылупившиеся из яиц в мае гусеницы держатся группами в паутинном гнезде. Когда листья на дереве уже сильно объедены, они спускаются с него и в поисках пищи ползут по земле, всегда в определенном порядке: впереди ползет одна гусеница, за ней, касаясь её своими волосками, следует другая. В середине колонны число гусениц в ряду увеличивается, сначала по 2, затем по 3-4 гусеницы ползут рядом. К концу колонна опять сужается. В июле — начале августа тут же в гнезде опять происходит окукливание, при чем каждая гусеница плетет себе овальный кокон. Через две-три недели вылетают бабочки.

Скрытый образ жизни ведут все гусеницы, обитающие внутри различных органов растений. Сюда относятся минёры, плодожорки, бурильщики и галлообразователи.

Минерами называют гусениц, живущих внутри листьев и их черешков и прокладывающих внутри хлорофиллоносных тканей внутренние ходы — мины. Некоторые минеры выедают не все содержимое листа, а ограничиваются или отдельными участками паренхимы, или же эпидермисом. Когда минирующие гусеницы живут внутри листа группами, могут возникать так называемые вздутые мины. Так, гусеницы сиреневой моли (Caaloptilia syringella), относящейся к особому семейству молей-пестрянок, вначале живут по нескольку штук вместе в одной общей мине, имеющей форму широкого пятна, которое может занимать большую часть листа. Мины эти сильно вздуты от скопляющихся в них газов. Эпидермис, покрывающий мину, быстро желтеет. Позднее гусеницы выходят из своих мин и, склерертируя листья, свивают их в трубки. Перед окукливанием они уходят в землю. В течение лета бывает два поколения; зимует у сиреневой моли куколка.

Гусеницы-плодожорки живут внутри плодов различных растений. Одни из них повреждают мякоть плодов, другие питаются исключительно семенами. Гусеницы-бурильщики обитают в стеблях травянистых растений или внутри ветвей и стволов кустарников и деревьев. Среди бурильщиков наиболее характерны стеклянницы и древоточцы.

Большинство видов стеклянниц развивается в стволах древесных растений, нанося им серьезные повреждения. К числу широко распространенных в Европе лесных вредителей нужно отнести большую тополевую стеклянницу (Aegeria apiformis). Самки этого вида откладывают яйца на нижнюю часть стволов деревьев, преимущественно тополей. Гусеницы развиваются в течение двух лет, питаясь древесиной, в которой проделывают ходы. На третий год весной они окукливаются в колыбельке под корой в особом плотном коконе из опилок и экскрементов. Перед выходом бабочки куколка на 2/3 высовывается из летного отверстия; даже после вылета бабочки куколочная шкурка продолжает сохранять такое положение.

Опасными для лесного хозяйства являются и некоторые виды древоточцев, например пахучий древоточец (Cossus cossus) и въедливая древесница (Zeuzera pyrina). Самка пахучего древоточца откладывает яйца кучками по 20-70 штук в трещины коры на стволах ив, тополей, ольхи, вяза и дуба. Развитие протекает в течение двух лет. Молодые гусеницы вгрызаются под кору, где делают общий ход неправильной формы, в котором они и зимуют. На следующий год гусеницы расходятся и каждая из них, углубляясь в древесину, выгрызает в ней широкий, преимущественно продольный ход. Пахучим древоточец называется потому, что гусеница издает резкий, неприятный запах древесного спирта; такой же запах распространяет и поврежденная её древесина. Хотя пахучий древоточец заселяет чаще всего больные и старые деревья, но он может быть опасен и для здоровых деревьев в тех случаях, когда образуются небольшие, но устойчивые многолетние очаги.

Настоящих галлообразователей среди гусениц немного. Больше всего их известно из семейства листоверток (Tortricidae). Наносимые ими повреждения чаще всего заключаются в уродливых вздутиях тех органов растения, внутри которых происходит развитие гусениц. Laspeyresia servillana вызывает вздутия стебля ивы, а Epiblema lacteana развивается в утолщенных стеблях полыни.

Весьма своеобразна жизнь чешуекрылых, гусеницы которых развиваются в водной среде. Кувшинковая, или болотная, огневка (Hydrocampa nymphaeata)откладывает яйца на листьях различных водных растений, с нижней их стороны. Вылупляющиеся из яиц зеленоватые личинки сперва минируют ткани растений. В это же время их дыхальца сильно редуцированы, поэтому дыхание происходит через всю поверхность кожи. После линьки гусеница оставляет мину и строит из вырезанных кусочков рдеста и кувшинок особый чехлик, причем дыхание пока остается прежним. В этом чехлике гусеница зимует, а весной покидает его и строит новый чехлик. Для этого она челюстями выгрызает из листа два овальных или круглых куска, которые скрепляет по бокам паутинкой. Такой чехлик всегда наполнен воздухом; на этой стадии у гусеницы имеются вполне развитые стигмы и трахеи, иона дышит теперь атмосферным воздухом. Ползая по водным растениям, гусеница таскает с собой чехлик так же, как это делают ручейники. Питается она, соскабливая челюстями кожицу и мякоть с листьев водных растений. Окукливание происходит в чехлике.

Несмотря на то, что многие насекомые подвергаются полному метаморфозу, лишь не многие из них испытывают такую же удивительную финальную трансформацию, когда гусеница или личинка сначала становится куколкой, а затем как по мановению волшебной палочки из неё появляется взрослая особь, уже снабженная всем необходимым для поиска пищи и партнера: крыльями, репродуктивными органами, высокоразвитыми органами вкуса, обоняния, а иногда и слуха.

Чтобы проследить ступени, ведущие к этому магическому превращению, можно начать с наблюдения за гусеницей европейской бабочки-парусника, когда, постепенно замедляясь, она замирает на вертикальной веточке. Её организм подчиняется командам крошечных желез, называемых Corpora alata, которые присутствуют у всех насекомых. Эти железы производят то, что современные биологи называют ювенильным гормоном. Пока этот гормон выделяется, насекомое находится в стадии личинки.

Когда производство ювенильного гормона прекращается, выделяются гормоны другого типа. Начинается жизнь куколки – промежуточная стадия между гусеницей и взрослой бабочкой. В это время гусеница сбрасывает свою ярко окрашенную кожу, обнажая невзрачную оболочку хризалиды, или куколки, которая ещё напоминает сегментированное тело личинки.

Находящееся внутри существо совершенно неподвижно, но отнюдь не мертво. Внутри хризалиды работают мощные жизненные силы. После прекращения выделения ювенильного гормона личиночные клетки гусеницы действительно постепенно умирают, а вместо них начинают развиваться дремавшие до сих пор взрослые клетки. В зависимости от времени года этот процесс продолжается от 10 дней до семи месяцев: клетки вырастают и формируются в совершенно новое создание, которое появится из хризалиды как взрослое насекомое.

Это бесконечно сложное изменение имеет четкую цель: сделать так, чтобы личинки и взрослые особи вели различный образ жизни, идеально подходящий для их абсолютно разных функций и нужд. Гусеницы – сугубо земные существа, иногда причудливо орнаментированные яркими или камуфляжными узорами и шипами, отличными от наряда взрослой бабочки. Единственная их цель – поглощать пищу. Взрослые насекомые ради своей главной репродуктивной функции поднимаются в воздух, хотя некоторые из них, питаясь цветочным нектаром, невольно играют при этом ещё и роль опылителей, уступая по приносимой здесь пользе лишь пчелам. Другие чешуекрылые не способны питаться и живут только до исполнения своей репродуктивной роли. [1, 7]

5. Перелеты бабочек

Первое дошедшее до нас упоминание о перелете бабочек в Европе относится в 1100 году. Первое сообщение о миграции бабочек в Западном полушарии принадлежит Колумбу. Приближаясь к Кубе, он увидел «такие несметные стаи бабочек, что небо потемнело».

Русский писатель Н.Ф Золотницкий, большой знаток и любитель бабочек, писал о стае капустниц, летевших в течение многих часов, причем летели они «в несколько слоев».

Энтомолог-любитель, известный писатель Набоков оставил нам удивительно красочное описание миграции белянок и репейниц. Оно стоит того, чтобы привести его с небольшими сокращениями: «Движется по синеве длинное облако, состоящее из миллиона белянок, равнодушное к направлению ветра, всегда на одном и том же уровне над землей, мягко и плавно поднимаясь через холмы и опять погружаясь в долины, случайно встречаясь, может быть, с облаком других бабочек, желтых, просачиваясь через него без задержки, не замарав белизны, и дальше плывя, а к ночи садясь на деревья, которые до утра стоят как осыпанные снегом, - и снова снимаясь, чтобы продолжить путь. Куда? Зачем? Природой ещё не доказано или уже забыто».

Перелеты бабочек – дело не только далекого и очень далекого прошлого. Прекратиться миграция бабочек не может, ведь это – не прихоть, не каприз, не «охота к перемене мест». Это насущная необходимость для продолжения рода, для выживания того или иного вида. Да, миллионы бабочек гибнут по дороге, но какое-то количество выживает, добирается до места. Основной целью перелетов является откладка яиц. Из яиц появятся гусеницы, затем отродятся из куколок бабочки. И в тот же день огромные стаи отправятся в обратный путь. На пути – моря, горы, но бабочки не задерживаются. Даже там, где можно отдохнуть и покормиться. Гусеница успела накопить жировой запас, и им будет сыта бабочка, пока летит над своим трудным участком пути – над морем и горами. Зачем?

Репейницы, к примеру, откладывают очень много яиц. Если бы часть бабочек не улетела, то появившиеся гусеницы очень скоро уничтожили бы все кормовые растения и репейницы погибли бы все до единой. Но они улетают, предупреждают перенаселение и тем самым спасают вид от вымирания.

Перелетами бабочек люди занимаются не так давно, но уже выяснено немало. Например, выяснено, какие виды совершают перелеты чаще других. Оказалось, это репейницы, адмиралы, желтушки и некоторые виды бражников.

Более или менее точно выяснены пути, по которым летят бабочки. По одним и тем же маршрутам они летят из года в год, не сворачивая с курса, даже если имеется более безопасный путь. Часто бабочки летят вдоль русел рек. Но если река почему-либо исчезает, бабочки продолжают лететь вдоль бывшего русла.

Летят бабочки обычно невысоко над землей и, как правило, поднимаются вверх только в крайнем случае. Тем не менее, почему-то не всегда пользуются более безопасной дорогой, а предпочитают лететь через горы, где массами гибнут на ледниках.

Узнали, что репейницы, капустницы, желтушки летят стаями, при чем часто громадными, адмиралы же предпочитают путешествовать в одиночку и лишь перед перелетом через горы собираются в небольшие стаи.

Сейчас известно, что одни бабочки, например репейницы, совершают перелеты ежегодно, а другие – раз в несколько лет.

Выяснили, что командой для сбора в дорогу служит изменение светового дня, выяснили, что заставляет бабочек мигрировать.

Известны теперь даже такие факты, как освоение бабочками новых территорий: они постоянно залетают в страны или даже части света, где никогда не водились раньше, и, если эти места приходятся им по душе (а для «души» бабочки важен климат и наличие подходящей растительности), остаются в этих странах.

И все-таки многое в перелетах бабочек ещё неясно. А главное, нет ответа на два основных вопроса: во-первых, как удаётся насекомым совершать дальние перелеты, во-вторых, как они находят дорогу?

К тому же, дневные бабочки – тихоходы, а крылья их очень слабы. Правда, известно, что чешуйки, которыми покрыты крылья бабочек, на 15% увеличивают их подъемную силу. Благодаря своему немного странному, похожему на езду по ухабам, полету бабочки экономят энергию, имеют возможность часть пути планировать с «выключенным мотором». Но все это – мелочи по сравнению с той гигантской работой, которую приходится проделывать крыльями и «мотору». Бабочка взмахивает крыльями 5-6 раз, от силы 9 раз в секунду. Летит она медленно 7-14 километров в час против ветра и 30-35 километров в час по ветру. Сколько же раз нужно взмахнуть крыльями, чтобы совершить один перелет. А какой же прочности должны быть «шарниры», на которых эти крылья укреплены? Ни один, даже самый прочный материал не выдержит такой нагрузки. А крылья бабочек выдерживают. И ещё одна «загадка мотора»: ведь бабочки, как мы знаем, не отличаются силой по сравнению, допустим, с муравьем или жуком-навозником. Бабочки не пополняют запасов энергии, а ведь она сгорает. Пусть не так уж быстро, но, по самым минимальным расчетам, для такого путешествия её должно быть потрачено больше, чем весит вся бабочка.

Такова одна из загадок перелетов бабочек. Вторая загадка – ориентация. Как бабочки находят дорогу? По солнцу? Используя поляризованный свет? Ультрафиолетовые лучи? Какие-то неведомые ещё людям ориентиры или сигналы? Встает и другой вопрос: как они определяют скорость, как соразмеряют свои силы по отношению к ветру? Ведь ветер – фактор очень важный. Хорошо, если ветер попутный. А если встречный или боковой, который может снести в сторону, заставить отклониться от курса? Птицам ветер часто мешает, а при сильном встречном или боковом ветре многие из них вообще не летят. Для бабочек любой ветер – сильный. Значит, у них есть какое-то приспособление, позволяющее регистрировать силу ветра и делать соответствующие поправки?

Лет 25-30 назад два немецких ученых Г. Шнейдер и Д. Буркхард, занимаясь изучением мясной мухи, решили разобраться: какую роль выполняют у неё небольшие группы чувствительных нервных клеток в местах сочленения усиков с головой?

Ученые ввели в эти непонятные клетки крохотные электроды, перехватывающие сигналы, которые эти клетки передают в мозг, затем надели на муху поясок и поместили её в миниатюрную аэродинамическую трубу.

Пока в трубе воздух был неподвижен, бездействовали и клетки. Но вот заработал вентилятор, воздух стал двигаться, и в мозг мухи полетели сигналы-импульсы, которые передавались с одинаковой частотой. Воздух стал двигаться быстрее, и сигналы участились, медленнее – и сигналы стали реже. Значит, в основании усиков скрыт «спидометр» - указатель скорости ветра, причем спидометр очень надежный и совершенный. Принцип действия его прост и гениален: встречный ветер отгибает усики, величина этого отгибания воспринимается чувствительными клетками и немедленно передается в мозг в виде сигналов соответствующей частоты. Мозг немедленно реагирует и дает команду, что делать дальше.

У мух такой спидометр найден. Может быть, что-то похожее есть и у бабочек, и этот «прибор» помогает им соотносить свой полет хотя бы с направлением и силой ветра? А может, у бабочек есть какое-то другое приспособление, помогающее им в полете, а ориентируются они не по солнцу, а по магнитным полям, например?

Известно, что вокруг нас море магнитных волн. Галактика, Солнце, сама Земля порождают огромное количество реально ощутимых, хоть невидимых волн. Могут ли они действовать на насекомых? Сведений на этот счет ещё не много, но то, чем располагает наука, дает основание считать именно так. Давно заметили, что мухи, попав в сильное магнитное поле, сначала очень возбуждаются, а потом, успокоившись, устраиваются либо вдоль магнитного поля, либо строго перпендикулярно к нему. Так же ведут себя и другие насекомые, например майские жуки.

Таким образом, несмотря на хорошо изученные факты о перелетах бабочек, в науке существует ещё множество нераскрытых вопросов касательно этой темы.[4]

чешуекрылые бабочка строение

На первый взгляд кажется, что роль бабочек в природных процессах незначительна. Якобы они выполняют незначительную («ведь перепончатокрылые куда важнее!») роль в опылении цветов, а гусеницы приносят лишь вред, поскольку уничтожают листья деревьев. Однако не стоит забывать, что природе под силу контролировать все процессы, происходящие в природе. И ни один вид не существует без значительной или даже незаменимой пользы для биосферы. Исключение не составили и бабочки.

Опыление. Роль опылителей для растительного мира чрезвычайно велика. Ведь огромное количество зоофильных растений не может быть оплодотворена без их помощи. Около 80% диких и культурных растений нуждаются в насекомых-опылителей, таких как бабочки. А потому цветки растений обладают целым рядом способов привлечения опылителей. Цветки, опыляемые чешуекрылыми, имеют специальные приспособления для удобного поглощения нектара бабочкой: нектар в глубоких трубчатых вместилищах и открытую липкую пыльцу (лилии, флоксы, некоторые гвоздики, горечавки).[экология] Бабочки, в свою очередь, нуждаются в нектаре и пыльце. Перелетая, с цветка на цветок, они осуществляют перекрестное опыление растений. Тем самым, повышают плодовитость и урожайность.

Шелководство. У многих чешуекрылых гусеницы перед окукливанием плетут шелковистый кокон, в котором и происходит развитие куколки. У некоторых видов количество шелка в коконе настолько велик, что представляет большой практический интерес. Основной производитель шелка в СССР был тутовый шелкопряд ( Bombyx mori). В период его разведения экономика страны получила немалые доходы. На разведение этой бабочки было занято большое количество людей, тем самым обеспечивая рабочие места. В Астраханской области разведение тутового шелкопряда было широко развито, на это отводились целые гектары земли. Помимо тутового шелкопряда в шелководстве используются и другие виды бабочек, например, китайская дубовая павлиноглазка( Anthereae pernyi).

Бабочки как механизм экологического равновесия. Каждый гектар широколиственного леса обычно заселяют гусеницы, масса которых 200-300 кг. В тех лесах, где гусениц, сочтя вредителями, полностью уничтожали ядохимикатами, листва оставалась невредимой. Но осенью, покрываемый ее слой почвы был настолько толстым, что его не успевали перерабатывать не земляные черви, не другие почвенные организмы. Эта лесная постилка становилась из года в год все более мощной, в результате чего между почвой и воздухом произошло изменение газового и водного обмена. Корни деревьев стали потихоньку отмирать, вследствие чего появились сухие верхушки. Упавшие семена не добирались до земли, чтобы прорости, поэтому прекратилось возобновление леса.

В тех лесах, где гусениц не трогали, к началу лета они съедали часть листвы. Появившаяся к середине лета не особенно густая листва, осенью давала умеренную массу опада. К весне он отлично успевал перегнить, увеличивая количество органических веществ в почве под деревьями. К этому еще добавилась солидная порция удобрения от жизнедеятельности гусениц – более 200 кг их экскрементов на гектар леса!

Так, в период одновременного появления огромного количества гусениц дубовой листовертки ( Tortrix viridana), дубы к концу мая могут оказаться почти без листьев.

Страницы: 1, 2, 3