Откуда берется рисунок на крыле

Крылья бабочек состоят из прозрачной мембраны, покрытой тысячами микроскопических пластинок из хитина. Эти пластинки называют чешуйками. Они плотно уложены рядами внахлест, напоминая черепицу на крыше деревенского дома. Научное название отряда бабочек, Чешуекрылые, возникло именно из-за этого анатомического признака.

Каждая отдельная чешуйка окрашена в один тон. Общий сложный узор складывается из сотен тысяч таких разноцветных точек, подобно пикселям на экране смартфона или элементам мозаики. Если чешуйки осыпаются, крыло в поврежденном месте становится абсолютно прозрачным.

Цвет каждой чешуйки формируется двумя совершенно разными способами.

  • Пигментная окраска возникает благодаря природным красителям внутри чешуйки, где меланины дают черный и коричневый цвета, флавоноиды отвечают за зеленый, а птерины и каротиноиды создают желтые, белые и красные тона.
  • Оптическая окраска создается сложной микроструктурой самой поверхности чешуйки, которая работает как призма, преломляет солнечный свет и порождает переливающийся металлический блеск без всяких красителей.

Главные задачи крылового рисунка

В ходе миллионов лет эволюции естественный отбор сохранял только те узоры, которые давали насекомому преимущество. В природе окраска решает сразу несколько жизненных задач.

Маскировка под окружающую среду

Криптическая, или скрывающая окраска превращает бабочку в невидимку для насекомоядных птиц, пауков и ящериц. Нижняя сторона крыльев у большинства видов окрашена скромнее верхней. Когда бабочка садится отдыхать со сложенными крыльями, она буквально растворяется на фоне коры, мха или почвы.

Эталоном маскировки считается индо-малайская бабочка каллима. Сверху ее крылья яркие, сине-оранжевые. Снизу крылья окрашены в тусклые коричневые тона с прожилками, пятнами ложной плесени и заостренным хвостиком. Сидя на ветке, каллима выглядит в точности как сухой опавший лист.

Отпугивание хищников и ложные мишени

Большие концентрические круги на крыльях называют глазчатыми пятнами. Они выполняют защитную функцию при внезапном нападении. Насекомое распахивает крылья и демонстрирует два круглых глаза, копируя морду совы или хищного зверька. Мелкая птица пугается неожиданной картины и замирает на секунду, давая насекомому шанс улететь.

Мелкие глазки по краям крыльев работают иначе. Они приманивают удары птичьих клювов к безопасным зонам. Птица хватает бабочку за хрупкий край крыла, вырывает кусочек чешуек и мембраны, а само насекомое сохраняет брюшко с головой и спасается бегством.

Предупреждение об опасности и мимикрия

Ядовитые бабочки носят вызывающе контрастные узоры из черных, оранжевых, красных и желтых пятен. Такая предостерегающая окраска называется апосематизмом. Птице достаточно один раз склевать горькую ядовитую гусеницу или бабочку монарха, чтобы навсегда запомнить этот геометрический рисунок.

Некоторые съедобные виды научились подделывать узоры токсичных сородичей. Бабочка ленточник архипп внешне почти неотличима от ядовитого данаида монарха. Птицы избегают ее, ориентируясь на знакомый черно-рыжий орнамент.

Солнечная батарея и поиск пары

Бабочки принадлежат к пойкилотермным животным, температура их тела зависит от внешнего тепла. Чтобы взлететь, летательные мышцы в грудке должны прогреться примерно до 30 градусов Цельсия. Темные узоры у основания крыльев состоят из меланина, который жадно поглощает солнечные лучи и передает тепло к телу насекомого.

Узоры также помогают бабочкам безошибочно находить партнеров своего вида. При этом самцы и самки одного вида нередко имеют совершенно разный рисунок. Это явление называют половым диморфизмом.

Как исследовать узоры бабочек для школьного проекта

Для биологического проекта по наблюдению за крыльями бабочек лучше отказаться от сачков и булавок в пользу цифровой фотографии. Макрообъектив или обычная насадка-линза для камеры смартфона позволяют разглядеть детализацию узора прямо на живом цветке.

Сравнительный анализ фотографий строится по конкретному алгоритму.

  1. Сфотографируйте бабочку в двух положениях, с расправленными крыльями сверху и со сложенными крыльями сбоку.
  2. Определите вид бабочки по полевому атласу-определителю или через специализированные определительные приложения.
  3. Сопоставьте цвет фона, на котором сидело насекомое, с преобладающими оттенками на нижней стороне его крыла.
  4. Найдите на снимке элементы сигнальной окраски, включая краевые ложные глаза, яркие пятна и контрастные полосы.
  5. Сделайте вывод об основной биологической стратегии вида, выделив маскировку, отпугивание или предупреждение о ядовитости.

Частые вопросы

Существуют ли бабочки без узоров и совсем без чешуек?

Да, стеклянная бабочка грета ото из Центральной Америки имеет полностью прозрачные крылья. Чешуйки на них трансформировались в тончайшие волоски, благодаря чему сквозь крыло видны листья и земля, а само насекомое практически невидимо в полете.

Видят ли бабочки узоры на сородичах так же, как люди?

Органы зрения бабочек воспринимают ультрафиолетовый диапазон спектра. На крыльях многих внешне белых или желтых бабочек, например капустниц и крушинниц, есть скрытые ультрафиолетовые узоры. Человеческий глаз их не видит без специальной лампы, а бабочки видят друг друга очень яркими.

Может ли узор на крыльях измениться в течение жизни одной бабочки?

Рисунок закладывается еще на стадии куколки и остается неизменным до конца жизни имаго. С возрастом узор может лишь выцветать на солнце или терять четкость из-за механического осыпания чешуек при ударах о траву и контактах с ветром.

Зависят ли узоры от температуры воздуха во время развития куколки?

Температура сильно влияет на форму и насыщенность пятен. У бабочки пестрокрыльницы весеннее и летнее поколения окрашены совершенно по-разному. Весенняя форма рыжая со светлым рисунком, а выросшая в жару летняя форма имеет темный, почти черный фон с белыми лентами.