Введение

Группа насекомых отряда Чешуекрылые.

Бабочки — это крылатые насекомые из подряда Rhopalocera отряда Чешуекрылые, характеризующиеся большими, часто ярко окрашенными крыльями, которые обычно складываются вместе в состоянии покоя, и заметным, порхающим полетом. Эта группа включает в себя надотряды Hedyloidea (мотыльки-бабочки в Америке) и Papilionoidea (все остальные). Самые древние ископаемые бабочек датируются палеоценом, примерно 56 миллионов лет назад, хотя, вероятно, они возникли в позднем меловом периоде, около 101 миллиона лет назад. Некоторые, такие как монарх и адмирал, совершают длительные миграции. Многие бабочки подвергаются нападению паразитов или паразитоидов, включая ос, простейших, мух и других беспозвоночных, или служат добычей для других организмов. Некоторые виды являются вредителями, поскольку их личинки могут повреждать сельскохозяйственные культуры или деревья; другие виды выступают в качестве опылителей некоторых растений. Личинки некоторых бабочек (например, бабочек-жнецов) питаются вредными насекомыми, а некоторые охотятся на муравьев, в то время как другие живут в симбиотических отношениях с муравьями. В культуре бабочки являются популярным мотивом в изобразительном и литературном искусстве. Институт Смитсоновского института утверждает: «Бабочки, безусловно, одни из самых привлекательных существ в природе».

Этимология

[[Файл:Обычная серная бабочка (Gonepteryx rhamni) самец в полете.jpg|мини|Возможно, это была оригинальная бабочка.

Палеонтология

Самые ранние окаменелости чешуекрылых датируются границей триасового и юрского периодов, около 200 миллионов лет назад. Бабочки эволюционировали от мотыльков, поэтому, хотя бабочки являются монофилетической группой (образуют единый клад), мотыльки таковыми не являются. Самая древняя известная бабочка – Protocoeliades kristenseni из формации Фур палеоценового возраста в Дании, возрастом около 55 миллионов лет, относящаяся к семейству Hesperiidae (поскáкунчики). Оценки молекулярных часов указывают на то, что бабочки возникли в позднем меловом периоде, но значительно диверсифицировались лишь в кайнозое, при этом одно исследование предполагает североамериканское происхождение группы, возрастом около 34 миллионов лет.

Общее описание

Увеличенное изображение чешуек крыльев бабочки адмирал (Aglais io). У взрослых бабочек четыре крыла, покрытых чешуйками, что и дало название отряду Чешуекрылые (Lepidoptera) – от древнегреческих слов λεπίς (lepís) – чешуя и πτερόν (pterón) – крыло. Эти чешуйки придают крыльям бабочек цвет: они пигментированы меланинами, дающими чёрные и коричневые оттенки, а также производными мочевой кислоты и флавонами, дающими жёлтый цвет. Однако многие синие, зелёные, красные и переливающиеся цвета создаются структурной окраской, обусловленной микроструктурой чешуек и волосков. Увеличенное изображение слева. Форма антенн бабочек, как правило, булавовидная, в отличие от антенн мотыльков, которые могут быть нитевидными или перистыми. Рисунок К. Т. Бингема, 1905 год.

Как и у всех насекомых, тело бабочки состоит из трёх отделов: головы, груди и брюшка. Грудка состоит из трёх сегментов, каждый из которых несёт пару ног. У большинства семейств бабочек антенны булавовидные, в отличие от антенн мотыльков, которые могут быть нитевидными или перьевидными. Длинный хоботок сворачивается, когда не используется для питания нектаром цветов. В отличие от бабочек, большинство мотыльков (например, Laothoe populi) активны ночью и прячутся днём. Почти все бабочки дневные, имеют относительно яркую окраску и держат крылья вертикально над телом в состоянии покоя, в то время как большинство мотыльков летают ночью, часто имеют камуфляжную окраску (хорошо замаскированы) и либо держат крылья расправленными (прикасаясь к поверхности), либо складывают их плотно над телом. Некоторые дневные мотыльки, такие как бражник-коколибри, являются исключением из этого правила. Личинки бабочек, гусеницы, имеют твёрдую (склеротизированную) голову с мощными мандибулами, используемыми для пережёвывания пищи, чаще всего листьев. Тело гусениц цилиндрическое, брюшко состоит из десяти сегментов, обычно с короткими ложноножками на сегментах 3–6 и 10; три пары настоящих ног на груди имеют по пять сегментов каждая.

Формирование шаблонов

Цветные узоры на крыльях многих бабочек предупреждают потенциальных хищников об их ядовитости. Следовательно, генетические основы формирования рисунка крыльев могут пролить свет как на эволюцию бабочек, так и на их биологию развития. Окраска крыльев бабочек обусловлена крошечными структурами, называемыми чешуйками, каждая из которых содержит собственные пигменты. У бабочек рода Heliconius выделяют три типа чешуек: желтые/белые, черные и красные/оранжевые/коричневые. Некоторые механизмы формирования рисунка крыльев сейчас исследуются с использованием генетических методов. Например, ген под названием cortex определяет цвет чешуек: удаление гена cortex превращает черные и красные чешуйки в желтые. Мутации, например, вставки транспозонов в некодирующую ДНК в окрестностях гена cortex, могут превратить бабочку с черными крыльями в бабочку с желтой полосой на крыле.

Находящиеся под угрозой исчезновения виды

Крылатка королевы Александры, обитающая в Папуа — Новой Гвинее, — самая крупная бабочка в мире. Этот вид находится под угрозой исчезновения и является одним из всего трех насекомых (остальные два — также бабочки), включенных в Приложение I Конвенции CITES, что запрещает международную торговлю ими. Чернотравяная стрелка (Ocybadistes knightorum) — бабочка из семейства Hesperiidae. Она эндемична для штата Новый Южный Уэльс и имеет крайне ограниченный ареал в районе Бомби.

Защита

Бабочки защищают себя от хищников разнообразными способами. Химическая защита широко распространена и в основном основана на химических веществах растительного происхождения. Во многих случаях сами растения выработали эти токсичные вещества для защиты от растительноядных животных. Бабочки развили механизмы для накопления этих растительных токсинов и использования их в собственной защите. Эти защитные механизмы эффективны только при условии их заметности; это привело к эволюции яркой окраски у невкусных бабочек (апозематизм). Этот сигнал часто имитируется другими бабочками, как правило, только самками. Батезианский мимик подражает другому виду, чтобы воспользоваться защитой, обеспечиваемой апозематизмом этого вида. Мимикрия Мюллера возникает, когда апозематические виды эволюционируют, чтобы быть похожими друг на друга, предположительно, для снижения частоты проб хищниками; бабочки рода Heliconius из Америки – хороший пример. Камуфляж встречается у многих бабочек. Некоторые, такие как дубовый листочек и осенний лист, представляют собой удивительно точные имитации листьев. Многие гусеницы защищаются, замирая и маскируясь под палки или ветки. Другие демонстрируют деиматическое поведение, например, поднимаются и размахивают передней частью тела, отмеченной глазчатыми пятнами, создавая впечатление змеи. Некоторые гусеницы парусников, такие как Papilio cresphontes (гигантский ласточкин хвост), напоминают птичий помет, чтобы хищники их игнорировали. У некоторых гусениц есть волоски и щетинки, обеспечивающие защиту, в то время как другие живут группами и образуют плотные скопления. К поведенческим защитным механизмам относится положение тела и угол наклона крыльев для уменьшения тени и избежания заметности. Некоторые самки бабочек-нимфалид охраняют свои яйца от наездников-паразитоидов. У ликаенид есть ложная голова, состоящая из глазчатых пятен и небольших хвостов (ложные антенны), чтобы отвлечь атаку от жизненно важной области головы. Это также может заставить хищников, таких как пауки, подходить с неправильного конца, позволяя бабочкам своевременно обнаружить нападение. У многих бабочек на крыльях есть глазчатые пятна, которые также могут отвлекать атаки или служить для привлечения партнеров. Могут использоваться и слуховые защитные механизмы, как, например, у бабочки-шипперки, где это вибрации, создаваемые при раскрытии крыльев в попытке установить контакт с муравьиными хищниками. Многие тропические бабочки имеют сезонные формы для сухого и влажного сезонов. Переключение между ними регулируется гормоном экдизоном. Формы сухого сезона обычно более замаскированы, возможно, обеспечивая лучшую маскировку при недостатке растительности. Темные цвета в формах влажного сезона могут способствовать поглощению солнечной радиации.

Уменьшается число

Во многих районах мира отмечается сокращение численности популяций бабочек, и это явление соответствует быстрому снижению численности насекомых по всему миру. По крайней мере, на западе Соединенных Штатов, установлено, что причиной этого коллапса популяций большинства видов бабочек является глобальное изменение климата, а именно – более теплые осени.

В искусстве и литературе

Бабочки появились в искусстве 3500 лет назад в Древнем Египте. В древнем мезоамериканском городе Теотиуакан ярко окрашенные изображения бабочек вырезались на многих храмах, зданиях, украшениях и украшали кувшины для благовоний. Бабочек иногда изображали с пастью ягуара, а некоторые виды считались реинкарнациями душ умерших воинов. Тесная связь бабочек с огнем и войной сохранялась в цивилизации ацтеков; свидетельства подобных изображений бабочек-ягуаров были найдены среди цивилизаций сапотеков и майя. Иллюстрация сэра Джона Тенниеля к книге Льюиса Кэрролла «Алиса в Стране чудес», ок. 1865 г.

Бабочки широко используются в предметах искусства и ювелирных изделиях: в рамках, заключенные в смолу, выставленные в бутылках, ламинированные в бумаге, а также в некоторых произведениях смешанной техники и мебели. Норвежский натуралист Кьель Сандвед составил фотоальфавит бабочек, содержащий все 26 букв и цифры от 0 до 9, составленные из крыльев бабочек. Сэр Джон Тенниел создал знаменитую иллюстрацию встречи Алисы с гусеницей для «Алисы в Стране чудес» Льюиса Кэрролла, ок. 1865 г. Гусеница сидит на мухоморе и курит кальян; изображение можно интерпретировать как передние лапы личинки или как лицо с выступающим носом и подбородком. Одна из самых популярных и часто исполняемых песен шведского барда XVIII века Карла Михаэля Беллмана – «Fjäriln vingad syns på Haga» («Крылатая бабочка видна в Хаге»), одна из песен цикла «Песни Фредмана». «Мадам Баттерфляй» – опера Джакомо Пуччини 1904 года о романтичной молодой японской невесте, которую бросает ее американский офицер-муж вскоре после свадьбы. Она основана на рассказе Джона Лютера Лонга, написанном в 1898 году.

В мифологии и фольклоре

По словам Лафкадио Хирна, в Японии бабочка считалась воплощением души человека, будь то живой, умирающий или уже умерший. Согласно одному японскому поверью, если бабочка влетит в комнату для гостей и присядет за бамбуковую ширму, то к вам придет человек, которого вы любите больше всего. Большое количество бабочек рассматривается как дурной знак. Когда Тайра-но Масакадо тайно готовился к своему знаменитому восстанию, в Киото появился огромный рой бабочек. Люди испугались, полагая, что это видение – предзнаменование грядущего зла. В "Энциклопедии Дидро" бабочки упоминаются как символ души. На римской скульптуре изображена бабочка, вылетающая изо рта умершего, что отражает римскую веру в то, что душа покидает тело через рот. В соответствии с этим, древнегреческое слово для обозначения "бабочки" – ψυχή (psȳchē), которое прежде всего означает "душа" или "разум". По словам Мирчи Элиаде, некоторые из Нагов Манипура утверждают о происхождении от бабочки. В некоторых культурах бабочки символизируют перерождение. Бабочка является символом трансгендерности из-за трансформации из гусеницы во взрослое крылатое существо. В английском графстве Девон люди когда-то спешили убить первую бабочку года, чтобы избежать года неудач. На Филиппинах появление черной или темной бабочки или мотылька, задерживающегося в доме, воспринимается как предвестие неминуемой или недавней смерти в семье. В нескольких американских штатах официально утверждена государственная бабочка.