Введение

Вид бабочки

Heliconius erato, или красный почтальон, – один из примерно 40 неотропических видов бабочек рода Heliconius. Также его часто называют маленьким почтальоном, бабочкой-пассифлорой красного цвета или длиннокрылой бабочкой с багровыми пятнами. Этот вид был описан Карлом Линнеем в его 10-м издании «Systema Naturae» 1758 года. H. erato демонстрирует мюллеровское подражание другим бабочкам Heliconius, например Heliconius melpomene, чтобы предупредить общих хищников об опасности, что способствует его необычно долгой жизни.

Обитание и ареал обитания

H. erato – неотропический вид, обитающий от южного Техаса до северной Аргентины и Парагвая, и встречающийся по краям тропических лесов. В районах с высокой плотностью популяции на Тринидаде некоторые индивидуальные участки могут быть разделены всего на 27 метров, однако H. erato редко заходит на соседние участки.

Взрослые

H. erato – это вид, питающийся пыльцой, собираемой с цветков Lantana camara. Они не тратят много времени и энергии на сбор нектара (остаются лишь на несколько секунд). Вместо этого они собирают пыльцу комками на нижней стороне хоботка. Затем они перемешивают пыльцу, скручивая и разворачивая хоботок, чтобы высвободить питательные вещества. После этого H. erato способен извлекать азотистые соединения в виде прозрачной жидкости, включая аминокислоты, такие как аргинин, лейцин, лизин, валин, пролин, гистидин, изолейцин, метионин, фенилаланин, треонин и триптофан. Самки обычно переносят больший запас пыльцы, чем самцы, так как им требуется больше аминокислот для производства яиц.

Совместная эволюция между Heliconius erato и растениями-хозяевами

Предыдущие исследования показали, что растения-хозяева, такие как Passiflora, коэволюционировали с бабочками Heliconius. Растения пассифлоры обычно встречаются в низкой плотности, причем количество растений в состоянии плодоношения или цветения еще меньше из-за питания гусениц. Чтобы повысить шансы на выживание и перекрестное опыление, растения Passiflora синтезируют токсины в листьях для сдерживания Heliconius. Различные виды Passiflora производят разные токсины, что приводит к различным предпочтениям в выборе места для откладки яиц у разных видов Heliconius. Это снижает вероятность повреждения отдельных видов пассифлоры травоядными и, таким образом, помогает защитить растения пассифлоры. Химический состав токсинов в таких растениях изучен недостаточно широко. Исследования выявили цианогенные гликозиды и алкалоиды как потенциальные химические вещества, вызывающие неприязнь у Heliconius. Изменчивость токсинов среди Passiflora является одной из причин специфичности хозяина у бабочек Heliconius. Показано, что виды H. erato, питающиеся определенными видами Passiflora, проводят больше времени на растении-хозяине и, следовательно, подвергаются воздействию токсинов в течение более длительного периода. Накопление токсинов, таких как цианогенные гликозиды, приводит к низкой выживаемости личинок H. erato. Увеличение воздействия паразитоидов из-за более длительного пребывания на растении-хозяине также способствует высокой смертности. Недавнее исследование показало, что смертность увеличилась среди личинок H. erato, питавшихся Passiflora, выделяющей цианиды. Выжившие бабочки способны выделять более высокие уровни цианидов, что указывает на защитный механизм у H. erato. Виды H. erato с большим количеством механизмов детоксикации и секреции поглощенных токсинов являются результатом генетических различий между подвидами H. erato. Также изучалось выделение нектара из Passiflora как один из факторов, способствующих коэволюции. Известно, что нектар пассифлоры вызывает агрессивное поведение у муравьев, ос и яйцепаразитов. Эрих и Гилберт оценили, что паразитоиды способны уничтожить большинство яиц Heliconius под воздействием нектара. Поэтому считается, что растения-хозяева, такие как Passiflora, обладают механизмами самозащиты, использующими хищников против бабочек Heliconius. P. suberosa. Яйца имеют уникальную текстуру, с примерно 16 вертикальными и 11 горизонтальными гребнями. Некоторые растения имитируют это, чтобы отпугнуть самок от откладывания яиц на них. Красный на переднем крыле с желтым на заднем крыле; желтый на переднем крыле и красный на заднем крыле; и белый или желтый на заднем и переднем крыльях. Подвиды имеют регионально специфические рисунки, соответствующие их региональным мимикам. H. erato chestertonii уникален тем, что на крыльях имеет синий цвет, в то время как большинство других подвидов имеют красные отметины. Это единственный подвид, которому не хватает мимики H. melpomene: вместо этого его рисунок соответствует подвиду H. cydno, H. cydno gustavi. H. e. estrella Bates, 1862
H. e. etylus Salvin, 1871
H. e. favorinus Hopffer, 1874
H. e. fuscombei Lamas, 1976
H. e. guarica Reakirt, 1868
H. e. hydara Hewitson, 1867
H. e. lativitta Butler, 1877
H. e. lichyi Brown & Fernández, 1985
H. e. magnifica Riffarth, 1900
H. e. microclea Kaye, 1907
H. e. notabilis Salvin & Godman, 1868
H. e. petiverana Doubleday, 1847
H. e. phyllis (Fabricius, 1775)
H. e. reductimacula Bryk, 1953
H. e. tobagoensis Barcant, 1982
H. e. venustus Salvin, 1871

Генетика цветовых узоров

Ген *optix* кодирует сложную красную окраску крыльев геликониусов. Область размером около 50 кб в межгенной области вблизи этого гена присутствует у *H. erato* и других видов Heliconius и содержит цис-регуляторные элементы, контролирующие экспрессию гена *optix*.

Происхождение

В одном исследовании использовались амплифицированный полиморфизм длины фрагментов (AFLP) и данные митохондриальной ДНК (mtDNA) для определения времени возникновения H. erato – 2,8 миллиона лет назад. Анализ кластеризации AFLPs по географическому признаку также показал, что H. erato возник на западе Южной Америки.