Метелики – це один із 34 ряд класу комах типу членистоногих царства тварин. Як і у всіх членистоногих, тіло метеликів розділене на безліч сегментів і покрите хітиновою оболонкою – кутикулою, а ноги складаються з окремих члеників. Таких членистих ніг у кожного метелика по три пари.
Що ж відрізняє метеликів від решти комах? Це лусочки на їх крилах і тілі. Покриті лусочками крила не зустрічаються у жодного з відомих видів комах.
Різноманіття
Зараз відомо близько 170 000 видів метеликів, з них приблизно десята частина – денні, решта – нічні. Поки немає загальноприйнятої системи розділення загону лускокрилих (Lepidoptera) на більш дрібні групи. Практично всі пропоновані системи мають ті чи інші недоліки. Але так як впорядкувати цю величезну різноманітність все-таки необхідно, багато ентомологів приймають поділ ряд метеликів на три підряди, що розрізняються в основному особливостями будови крил.
Підряд нижчих рівнокрилих об'єднує дрібних метеликів – первинних молей. Колекціонерів зазвичай вони не цікавлять. Підряд вищих рівнокрилих – примітивна стародавня група, яка включає метеликів тонкопрядів з однаковим жилкуванням двох пар крил. Це середні і великі метелики, розмах крил яких становить від 25 до 250 мм. Підряд різнокрилих зібрав метеликів, у яких передні і задні пари крил різні за формою і жилкуванням: передні крила більш-менш трикутної форми, а задні – округлі, з менш густим жилкуванням. У цей підряд входить основна маса метеликів, а родини, що входять в нього, згруповані в чотири серії.
I серія - нижчі різновусі метелики. Ці метелики різноманітні і за виглядом, і за розмірами: розмах їхніх крил коливається від 10 до 250 мм, але більшість все ж дрібні молі. Однак в I серію входять і родина Sesiidae, і родина Cossidae, і родина Zygaenidae, окремі представники яких можна назвати найкрасивішими метеликами.
II серія – вогникоподібні метелики. Включає дрібних метеликів, широко розповсюджених у всьому світі.
III серія – булавовусі, або денні, метелики. Для них характерні вусики з потовщеними кінчиками і манера складати підняті крила, коли комаха в стані спокою. Крила ж у денних метеликів великі і широкі.
IV серія – вищі різновусі метелики. Це метелики з розмахом крил від 15 до 300 мм. Тулуб у більшості з них товстий. Вусики – різної форми, часто перисті, гребінчасті, веретеноподібні. Між собою родини цієї серії розрізняються особливостями жилкування крил. Часто в довідковій літературі різновусих метеликів визначають як нічних, однак це неточно, так як багато які з них ведуть денний спосіб життя.
У кожній серії метелики розділені на родини, а ті, в свою чергу – на дрібніші групи: підродини і роди. При такому поділі використовуються менш суттєві відмінності, ніж жилкування крил.
Де живуть метелики
Метелики живуть на всій земній кулі, крім Арктики, Антарктики і гірських вершин, покритих вічним льодом і снігом. Ареалами поширення метеликів, як і всіх тварин на Землі, займається зоогеографія. Умовно поверхню планети розділено на шість зоогеографічних областей.
Палеарктична область – найбільша з них – простягається Північною півкулею, охопивши повністю Європу, більшу частину Азії (з Китаєм і Японією, але без південної та південно-східної частини континенту), а також Північну Африку. Клімат цієї області в середній частині помірний, на півночі – арктичний, а на півдні – субтропічний. Так як клімат тут сезонно змінюється, метелики літають у визначені періоди часу (навесні, влітку або восени). В цілому метелики Палеарктики, особливо Європи, досліджені краще, ніж їх родичі, що проживають в інших зоогеографічних областях. Досі описано більше 22000 видів метеликів з Палеарктики, при чому денних понад 1600 видів. Європа признана батьківщиною приблизно 4500 видів метеликів, з них більше 400 – денні.
Неарктична область простягається від півночі Канади і Аляски до субтропіків Флориди і Каліфорнії. Клімат більшої частини Неарктики – помірний. Фауна регіону відносно близька до Палеарктики. У Неарктичній області зустрічаються близько 14000 видів метеликів, з них 700 – денні.
Неотропічна область охоплює Мексику, Центральну і Південну Америку. Тут представлені найрізноманітніші природні і кліматичні умови. Найбільш багаті видами дивних і прекрасних метеликів безкраї тропічні ліси басейну Амазонки. В Неотропіках описано близько 45000 видів метеликів. Однак деякі ентомологи вважають, що тут мешкає більше половини видів лускокрилих планети. Мандрівникові, що пробирається джунглями, прорубуючи дорогу в заростях за допомогою мачете, метелики зазвичай не зустрічаються. Вони збираються у величезних кількостях на вологих галявинах і узліссях.
Афротропічна (ефіопська) область – це вся Африка на південь від Сахари. У неї включають і острів Мадагаскар, хоча три чверті метеликів, які там мешкають, не зустрічаються більше ніде, тобто є мадагаскарськими ендеміками. За різними даними, Ефіопська область – батьківщина 2500–3000 видів денних метеликів і декількох десятків тисяч нічних. На сході Африки переважають рівнинні, саванні метелики, що пристосувалися до чергування сухого і вологого сезонів. У їхньому забарвленні, як і в навколишньому пейзажі, звичайні непомітні відтінки жовтого, бурого і червоного кольорів. А найяскравіші і найкрасивіші метелики, в тому числі і чудові харакси (Charaxes), зустрічаються у важкопрохідних тропічних лісах Західної Африки.
Східну (Індо-малайську) область складають Південна і Південно-східна Азія, включаючи Тайвань, Зондські острови і Філіппінський архіпелаг. Джунглі займають тут близько 240 млн гектарів, поступаючись за площею лише вологим лісам Південної Америки. У Індо-малайській області мешкають близько 4000 видів денних метеликів, десятки тисяч нічних. Тільки на Філіппінах відомо близько 800 видів денних метеликів.
Австралійська область включає Австралію, Нову Гвінею, Нову Зеландію, Тасманію і незліченні прилеглі острови. Багато видів виявилися спільними для Індо-малайської і Австралійської областей, однак тут живуть і ендемічні метелики. Вони стають все різноманітнішими і прекраснішими при наближенні до екватора. Тільки в Новій Гвінеї вже описано близько 800 видів денних метеликів, а в Австралії приблизно 400. У тропічних лісах Нової Гвінеї і на близьких до неї островах живуть дивні орнітоптери (рід Ornithoptera) – мрія всіх колекціонерів.
Цікаво, що на позначці 1800–2000 м над рівнем моря в Індо-малайській, Ефіопській і Неотропічній зоогеографічних областях зустрічаються метелики, звичні для областей помірного клімату Палеарктики і Неарктики, де вони мешкають на значно менших висотах.
Поширення метеликів у високогірних районах вивчено відносно погано. Проте можна стверджувати, що в горах метелики всюди піднімаються до кордону вічних снігів і льодів. Недалеко від полярного кола на північному сході Якутії на висоті близько 1500 м над рівнем моря зустрічається аполлон арктичний (Parnassius arcticus), а в Гімалаях, в околицях Евересту – аполлон Ханнінгтона (Parnassius hanningtoni), що мешкає на висоті до 6000 м.
Анатомія краси
Чому метелики такі гарні?
По-перше, і зір, і сприйняття кольорів у метеликів досить слабкі. Тому, щоб бути поцінованими своїми родичами, вони повинні мати якомога більш яскраве забарвлення.
По-друге, яскравих комах побоюються хижаки: помітно забарвлені метелики можуть виявитися отруйними або просто огидними на смак. Тому таке забарвлення безпечніше.
По-третє, відомо, що у багатьох видів тварин під час шлюбних ігор самці демонструють різнокольорове вбрання. Птахи навіть спеціально приймають такі пози, при яких напоказ виставляються найбільш яскраві ділянки оперення.
Будова метеликів
Тіло метелика, як і інших комах, чітко розділене на голову, груди і черевце. З боків голови знаходиться пара величезних опуклих напівсферичних очей. У різних видів метеликів колір очей варіює від білого і жовтого до помаранчевого, червоного і навіть темно-коричневого.
Метелики розрізняють рухомі предмети краще, ніж нерухомі, досить чітко бачать близькі об'єкти і сприймають силуети віддалених. Кольори розрізняти вони починають метрів з трьох-чотирьох. До червоного кольору метелики сліпі, зате вловлюють ультрафіолетову, невидиму для людини, частину спектру. Малюнок крил багатьох метеликів в ультрафіолетовому світлі помітно відрізняється від малюнка у видимому спектрі.
Щодо гостроти зору метеликів у ентомологів єдиної думки немає. Іноді їх зір оцінюють просто як «слабкий».
На тім'яній частині голови метелики знаходиться пара вусиків (антен). Форма вусиків різноманітна. Вони бувають булавоподібні, ниткоподібні, перисті, щетиноподібні та ін. Зазвичай у самців нічних метеликів вусики розвинені сильніше, ніж у самок. Без вусиків метелик жити не зможе. Ними сприймаються різні сигнали з навколишнього середовища. Особливо важливі хімічні сигнали (запахи), які дозволяють знайти метелика протилежної статі та їжу. У денних метеликів хімічні рецептори зосереджені головним чином у заглибленнях на потовщених кінчиках антен. Вусиками метелик сприймає також вібрацію і коливання повітря, отримуючи інформацію про небезпеку. За їх допомогою він зберігає рівновагу в польоті. Антени «працюють» і як радарний пристрій, дозволяючи в польоті огинати різні перешкоди, вільно пурхати навіть в густих заростях. Експериментально встановлено, що без вусиків метелики фактично «сліпне»: налітає на всі предмети, перетворюючи свої крила на лахміття. У деяких нічних метеликів виробилася здатність вловлювати ультразвуки, генеровані кажанами, і змінювати напрямок польоту у відповідь на «радарні імпульси» своїх ворогів.
Нижче антен розташована пара тричленних губних щупиків, щільно покритих лусочками. Їх роль і досі остаточно не вияснена. Вважають, що на них знаходяться органи смаку і що ними метелик іноді протирає очі.
Між щупиками виступає довгий хоботок – ротовий апарат комахи. Він утворений сильно зміненими і подовженими нижніми щелепами і пристосований для висмоктування нектару з квітів. Тому метелики можуть харчуватися лише рідкою їжею – нектаром, соком дерев і перестиглих плодів і т. д. У спекотні дні можна спостерігати, як метелики, збираючись біля калюж, на пологих берегах струмків та річок, з неприхованою насолодою потягують вологу з мокрого піску. У спокої хоботок згорнутий в спіраль. Він розгортається, коли комаха смокче їжу або воду. Хоботки метеликів різних видів розрізняються за формою і довжиною.
Перетинчастої короткою і м'якою шиєю голова кріпиться до грудей, що складаються з трьох нерухомо з'єднаних один з одним сегментів. Місця з'єднання непомітні. Кожен із сегментів несе по парі членистих ніг (а середній і задній сегменти ще й по два крила). В основному ноги служать для закріплення на визначеному місці і тільки потім – для пересування. За допомогою кігтиків і подушечок на останніх члениках метелик утримується навіть на дуже гладкій поверхні. У деяких метеликів на ногах розташовані смакові рецептори: до того, як такий метелик торкнеться кінцівкою солодкого розчину, він не розгорне хоботок і до їжі не приступить.
Черевце метеликів циліндричне, подовжене, покрите лусочками, часто з малюнком, гармонує з малюнком на крилах. Тут знаходяться органи травлення і розмноження. Конусоподібне черевце самця тонше, ніж у самки, і іноді сплощене з боків. У самки воно веретеноподібне. Черевце складається з 10 сегментів, але у самця повністю розвинені 8, а у самки 7 сегментів: 2 змінених сегмента у самця і 3 у самки утворюють зовнішні складові частини органів розмноження.
Так як будова органів спарювання, особливо їх твердих частин, специфічна для кожного виду, вони часто дозволяють достовірно розрізняти схожих метеликів.
Органи розмноження самця і самки одного виду завдяки їх повній взаємній відповідності утворюють єдину систему за принципом «замок і ключ до нього». Це звичайно перешкоджає спарюванню різних, навіть дуже близьких, видів, хоча поява не здатних дати потомство гібридів повністю не виключена.
Таємниці забарвлення
Красу метеликів визначають форма, колір і візерунок її крил. По два крила, утворених двошаровою перетинкою, яка розтягнута на каркасі з жорстких жилок, кріпляться до середнього і заднього сегментів грудей комахи. Крила покриті лусочками, які утворюють на їх поверхні пилок – цього немає у жодного іншого представника тваринного світу. Секрет фантастичної краси і вражаючої різноманітності метеликів саме в лусочках, колір, структура і розташування яких визначають примхливість забарвлення. Самі ж лусочки – це змінені волосини. Якщо розглядати покрив під збільшенням, то видно, що по краю його крила розташовані дуже вузькі лусочки, майже волоски. При наближенні до середини крила вони розширюються, хоча їх верхній кінець ще залишається гострим, а далі, біля основи крила, лусочки стають широкі, у вигляді сплюснених порожнистих мішечків на коротких тоненьких стеблинках. За допомогою цих стеблинок лусочки, як пір'їни у птаха, закріплені на крилі. Поверхнею кожної лусочки простягаються п'ять поздовжніх тоненьких опуклих ліній, які перетинаються із ще тоншими лініями, утворюючи візерунок, схожий на медові стільники.
За характером забарвлення лусочки діляться на пігментні та оптичні. Колір перших зумовлений вмістом в них пігменту – барвника. Кожна лусочка містить лише один пігмент. Часто це меланіни, які надають лусочкам чорного і коричневого кольору. Хоча пігментне забарвлення і буває дуже яскравим, воно завжди матове і позбавлене блиску. Металевого переливчастого сяйва крил багатьох денних метеликів, особливо тропічних, надають оптичні лусочки. У них немає пігменту, причиною блискучого металевого забарвлення і сяючих кольорових переливів є те, що біле світло, заломлюючись в порожнистих тонких лусочках, розкладається на окремі кольори спектру.
Велике значення в житті метеликів мають ще й пахучі лусочки – андроконії. Вони зустрічаються в основному у самців денних метеликів. Андроконії зв’язані з особливими залозами, що виділяють пахучі речовини, і розташовані на ногах, крилах або черевці, але найчастіше – на верхній стороні передніх крил. Тут вони утворюють різної форми і розмірів плями (поля), що відрізняються від фону крила кольором і фактурою. Запах андроконії характерний для кожного виду і сприймається людиною як аромат суниці, ванілі (у південноамериканської німфаліди Prepona), резеди, а іноді і як запах цвілі. Але для метеликів, ймовірно, приємні всі ці аромати: адже вони служать хімічною приманкою для самок свого виду і сприяють залицянню.
Вважають, що лусочки виконують ще одну роль: допомагають метелику вирватися з павутини, а можливо, і з лап, зубів або дзьоба хижака.
Значення тепла
Політ метелика супроводжується значною витратою енергії і є можливим лише при розігріві його м'язів принаймні до 30 °С. Ось чому денні метелики приймають сонячні ванни – сидять із широко розкритими крильми, підставляючи сонячним променям за можливості якомога більшу їх площу.
Метелики з білими крильми , які відбивають сонячні промені, користуються ними як дзеркалами для того, щоб направити тепло прямо на життєво важливу ділянку грудей – туди, де воно найбільше необхідне. Для цього метелик тримає крила під кутом, у формі «V». Темні груди швидко поглинають відбите крилами тепло, яке надходить до м'язів, відповідальних за політ.
Ланцюг перетворень
Метелики – це комахи з так званим повним циклом перетворень. Між стадією личинки (гусениці) та дорослою стадією (метелики) знаходиться проміжна стадія лялечки. А весь розвиток можна представити так: яйце → гусениця → лялечка → метелик.
Основний інстинкт
Уявлення про метелика, що безтурботно вільно пурхає, неправильне. У нього одне, але вкрай відповідальне завдання – дати потомство. Причому втрати часу природа не допускає: самці деяких вітрильників (родина Раpilionidae) запліднюють самок зі ще не розправленими крилами, коли вони лише виходять з лялечок. Прагнення до продовження роду у метеликів настільки сильне , що переважають інстинкт самозбереження.
Свого потомства метелик ніколи не побачить. Однак життя комахи в цей момент не закінчується. Подальший термін життя самця і самки визначається будовою їх хоботка. Метелики, хоботок яких недорозвинений, харчуватися не можуть. Вони живуть лише кілька днів, поки є жирові запаси, накопичені гусеницею. Метелики, що мають, хоботок, здатний смоктати нектар і соки рослин, проживуть значно довше. А деякі німфаліди навіть зимують.
Яйце
Самка відкладає яйця на рослині, якою згодом будуть годуватися гусениці. При цьому метелик безпомилково впізнає потрібну рослина за зовнішнім виглядом, запахом і на дотик. Яйця прикріплюються клейкою речовиною зазвичай до листя або інших частин рослини, рідше поруч – до поверхні землі чи каменя.
Кількість яєць в однієї самки в залежності від виду метелика варіює від декількох десятків до тисячі. А самка великої тополевої скляниці (Sesia apiformis) відкладає більше 1800 яєць.
Форма, розмір і колір яйця специфічні для кожного виду. Він коливається від 0,2 до 4 мм і залежить ще й від величини та віку самки. Їх форма різноманітна: округла, яйцеподібна, дископодібна, грушоподібна, куполоподібна і навіть кубічна із закругленими кутами.
Щільна оболонка – хоріон – захищає яйце від висихання і ворогів. Втім, клопи, павуки і деякі інші хижаки можуть висмоктувати їх насухо. Щойно відкладені яйця часто мають кремовий колір, але забарвлення оболонки буває зеленим, жовтим, білим, коричневим, блакитним, помаранчевим, червоним...
Гусениця
Залежно від виду метелика і природних умов гусінь в яйці розвивається від декількох днів до декількох місяців. Останнє в тому випадку, якщо відкладені влітку яйця зимують до весни. Зрештою личинка метелика – гусениця – прогризає щелепами оболонку яйця і виходить назовні. Вона настільки голодна, що часто насамперед з'їдає покинуту оболонку, а потім приступає до вегетаріанського меню. Деякі гусениці харчуються рослинами лише одного виду. Більшість гусениць з усіх частин рослини вибирають для їжі листя, причому обгризають їх часом так специфічно для даного виду, що за формою «недогризка» можна визначити хто тут пообідав.
Настільки несхожа на дорослу комаху, гусениця влаштована так, щоб якнайкраще відповідати своєму єдиному завданню – накопиченню жирів та інших речовин, необхідних для появи і життя метелика. Адже в ланцюзі перетворень від яйця до метелика росте тільки гусениця: ні лялечка, ні метелик не збільшуються у розмірах. У середньому за період життя вага гусениці збільшується приблизно у 1000 разів. Ріст гусениці відбувається через кілька линьок (зазвичай п'ять). Після кількох днів безперервного харчування шкіра вже не може більше розтягуватися, і личинка змушена припинити їсти. Її ріст припиняється, а під старою шкірою за кілька днів утворюється нова. Гусениця кріпиться шовковою ниткою до гілочки, кори, каменя або іншому предмету і, як змія, скидає стару шкірку. Потім знову починає їсти і рости.
Зазвичай гусениця живе декілька тижнів. Однак в залежності від виду метелика і умов навколишнього середовища вона може розвиватися від декількох днів до декількох років.
Після закінчення росту гусениця перестає харчуватися. Потім личинка пряде маленьку шовкову подушечку і прикріплює її до гілочки, до кори... В подушечку вона вставляє гачки, розташовані на кінчику черевця. На такому «якорі» деякі гусениці звішуються вниз. Інші ж прядуть додаткову міцну шовкову нитку і закріплюють її на тілі. Цей пояс безпеки тримає лялечку майже вертикально головою вгору. Після короткого відпочинку гусениця починає посилено звиватися – поки не лопне шкіра біля голови.
Лялечка
В останні миті життя гусениці, коли вона скидає шкіру, з'являється лялечка. Відразу після народження лялечка метелика є як би відкритою: її ноги і крихітні крила не прилягають щільно до тулуба, і через м'якість кутикули (зовнішньої оболонки) їх можна відігнути. Але кутикула швидко твердне, і всі кінцівки приклеюються до тіла. Ноги і крила вже не можуть бути відділені, проте вони цілком помітні.
На перший погляд витягнута, із загостреним заднім кінцем лялечка схожа на гусінь. Але при уважному розгляді помітні деякі ознаки дорослої особини: зачатки крил, контури голови, хоботка, вусиків, черевця... Щільна оболонка лялечки зазвичай повністю позбавлена волосків. Протягом декількох годин після утворення лялечка може бути безбарвною або світлого кольору. Потім вона темніє, на ній з'являється властивий виду малюнок.
Лялечка завжди нерухома, хоча іноді може ворушити черевцем. Вона нічого не їсть, проте дихає, випаровує воду і, витрачаючи накопичені гусеницею запаси, отримує необхідну для внутрішніх змін енергію. А зміни ці значні: гусениця різко відрізняється від метелика, тому перехід в дорослий стан вимагає докорінної перебудови всієї анатомії комахи. Подібні перетворення відбуваються у фазі лялечки і починаються з розкладу органів гусениці. Вони перетворюються на рідку масу. Процес захоплює травну систему і м'язи (тому лялечка нерухома), але розвиток нервової і статевої систем не переривається.
На наступному етапі метаморфози утворюються органи дорослого метелика. Зазвичай розвиток комахи в лялечці триває 2-3 тижні.
Народження метелика
Приблизно за добу до виходу метелика оболонка лялечки стає маслянисто-прозорою, і іноді крізь покриви можна розгледіти навіть колір крил. Дозрілий метелик починає рухатися, в результаті лялечка лопається вздовж голови і переднього краю крил. Метелик, чіпляючись ногами за край розірваної оболонки, виповзає назовні.
Спочатку з лялечки з'являються ноги, потім послідовно вуса, голова, маленькі пелюсточки – крила. І ось перед нами дивна істота – волога, з крихітними безформними зморщеними крилами і роздутим від рідини тулубом. Звичного розміру тільки вуса і ноги. Незабаром м'язи метелика починають перекачувати кров з роздутого тулуба в жилки крил. Коли жилки повністю заповняться, крила набувають своєї величини і форми. Цей процес триває близько години. Якийсь час метелик сушить крила.
Денні та деякі нічні метелики зазвичай виходять з лялечок ранком. У багатьох видів самці вилітають на кілька днів раніше за самок. Тому на початку періоду появи метеликів можна зустріти тільки самців, а в кінці – тільки самок.
Повний цикл розвитку триває зазвичай від шести тижнів до року.
Читайте також:
