Узоры на крыльях некоторых бабочек напоминают глаза. Таким необычным способом насекомые защищают себя от хищных птиц в нелегкой битве за выживание. В 2021 году ученые впервые увидели, как чешуя бабочки формируется внутри куколки. Превращение небольшого ползающего насекомого в воздушную фею – идеальная метафора перемен и совершенствования.
По этой причине ученые называют превращение метаморфозой, что в переводе с греческого означает «трансформация» или «изменение формы». Но далеко не все гусеницы становятся порхающими насекомыми. Несмотря на то, что гусеницы проходят одни и те же четыре стадии – яйцо, личинка, куколка и взрослая особь – каждый этап имеет разные цели и продолжительность по времени. Бабочка монарх, например, полностью меняется примерно за один месяц. Эволюция изобретательна, не так ли?
Бабочки и метаморфозы
В мире насчитывается около 200 000 видов бабочек. Их крылья, которыми мы так сильно восхищаемся, состоят из уплощенных волосков – чешуек. Тело этих красивых насекомых защищено твердым хитиновым панцирем и крыльями. Голова бабочки имеет округлую форму с немного приплюснутой затылочной частью; она малоподвижна и соединена с грудью. Ученые выделяют два типа метаморфозы насекомых: полную и неполную. Неполная метаморфоза происходит, когда молодое насекомое выглядит как уменьшенная версия взрослой особи. Этот тип метаморфозы присутствует у стрекоз, тараканов, сверчков, кузнечиков и термитов. При полной метаморфозе молодое насекомое выглядит иначе и должно резко измениться, чтобы стать взрослым. Так, пчелы, жуки, бабочки, мотыльки и мухи претерпевают полную метаморфозу.
Гусеницы претерпевают полную метаморфозу в совершенно иную взрослую форму Круглые или овальные выпуклые глаза бабочек – это полушария, занимающие большую часть боковой поверхности головы и имеют сложное фасеточное строение. Напомним, что фасеточные глаза (их иногда называют сложными) – основной парный орган зрения насекомых, ракообразных и некоторых других членистоногих. Удивительно и то, что бабочки обладают цветным зрением. По этой причине они лучше воспринимают подвижные объекты. У многих видов за усиками находятся дополнительные теменные глаза – непарный светочувствительный орган, который встречается у рыб, рептилий и земноводных. Считается, что он помогает насекомым воспринимать интенсивность света, а также участвуют в регуляции суточных и сезонных ритмов.
Как появляются бабочки
Жизнь бабочки начинается в маленьком круглом или овальном яйце, форма которого варьируется в зависимости от типа насекомого. Большинство бабочек откладывают многочисленные яйца на листья, к которым прикрепляются с помощью клейкой жидкости. Бабочка-мать может отложить сотни яиц за один раз, так как многие из них не доживут до финальной стадии метаморфозы.
Кроме узора на крыльях, бабочки обладают целым набором специальных приспособлений, помогающих им выживать Как только бабочка вылупляется из яйца, она становится личинкой и проводит большую часть времени проводит за едой, включая лист, на котором родилась. На самом деле гусеницы могут быть довольно разборчивыми когда дело доходит до еды – им приходится выбирать какой лист есть. Вот почему так важно, чтобы бабочка откладывала яйца на лист, который затем съест гусеница. Так, гусеницы монарха едят только молочай. Как только гусеница начинает есть, она растет. Некоторые внутренние органы начинают меняться и достигают полного роста примерно через две недели после первой трапезы. Поскольку их экзоскелеты не растягиваются, они растут путем линьки или сбрасывания кожи несколько раз, прямо как змеи.
Из гусеницы в куколку
Достигнув третьего этапа развития гусеница готовится к следующему: как только она заканчивает есть и расти, в ее организме возникает нехватка ювенильных гормонов – гормоны насекомых, регулирующие их постадийное развитие. Под их действием гусеница начинает образовывать вокруг себя шелковый кокон или блестящую куколку, устремляясь к радикальным изменениям. Кокон часто прячут под ветвями, в куче листвы или под землей. Снаружи может показаться, что внутри куколки ничего не происходит, но это не так – внутри кокона гусеница растворяется в особом веществе, похожем на суп. Оно образуется с помощью ферментов, запускаемых гормонами.
Форма куколки напоминает пулю. Чаще всего куколки бабочек коричневые и блестящие. Затем ткани, конечности и органы начинают меняться и гусеница постепенно принимает форму прекрасной бабочки. У нее появляются новые цвета, крылья, длинные ноги и усики, а также большие глаза и другие особенности взрослого насекомого. Рот превращается из жевательного в хоботок, с помощью которого бабочка потягивает нектар – твердую пищу они есть не могут. Эти метаморфозы происходят в течение нескольких недель или месяцев.
Из кокона в бабочку
Заключительный этап сложного перехода из гусеницы в бабочку начинается после того, как насекомое вырывается из кокона. Но даже на этом этапе бабочкам требуется некоторое время, чтобы вытянуть ноги и усики, а также накачать гемолимфу (похожее на кровь вещество насекомых) в крылья, чтобы летать.
Усики помогают бабочкам ориентироваться в обстановке, воспринимая колебания воздуха и различные запахи Этот этап, однако, проходит не быстро – бабочке приходится ждать, пока крылья не высохнут и вырастут до полного размера. Как только время ожидания подходит к концу, бабочка улетает и ищет новую пару, чтобы этот сложный процесс начался заново. Некоторые бабочки живут всего несколько недель, в то время как жизнь других особей может длиться месяцами.
