Для чего бабочке хоботок

Строение бабочки

Тело взрослой бабочки состоит из трех отделов: головы, груди и брюшка.

На голове хорошо заметны крупные, почти полусферические сложные глаза и пара длинных членистых антенн (усиков), отходящих от лобной части между глазами.

На нижней стороне головы располагается ротовой аппарат. У дневных бабочек это скручивающийся в спираль хоботок, образованный соединенными между собой, но не сросшимися наружными лопастями нижних челюстей (две его половинки можно легко разъединить булавкой). Через хоботок бабочка высасывает нектар с помощью похожего на кузнечные мехи глоточного насоса.

Почти всегда по сторонам хоботка располагаются 3-члениковые густо покрытые чешуйками сенсорные органы – нижнегубные щупики.

Грудь состоит из трех сегментов: передне-, средне- и заднегруди. Каждый несет по паре ног. Членистые ноги состоят из пяти сегментов: тазик, вертлуг, бедро, голень и лапка.

У бабочек ноги служат в основном для закрепления на определённом месте и только потом — для передвижения, поэтому лапки оснащены целым набором приспособлений для фиксации на разных поверхностях. У некоторых бабочек на ногах расположены вкусовые рецепторы: до того, как такая бабочка коснётся конечностью сладкого раствора, она не развернёт хоботок и к еде не приступит.

Средне- и заднегрудь несут по паре крыльев. Как и у других насекомых, они укреплены системой трубчатых образований, называемых жилками. Жилки выполняют двоякую функцию: во-первых, каркасную, во-вторых, в полости трубок проходят трахеи и нервные волокна. По форме крыльев и расположению жилок в основном происходит распознавание видов и дифференциация.

Брюшко примерно цилиндрическое и состоит из 10 сегментов, из которых два или три последних преобразованы в наружные половые придатки (гениталии). Форма последних широко варьирует и часто используется в качестве диагностического признака при определении видов бабочек.

Тело бабочки и придатки снаружи покрыты твердым защитным слоем (кутикулой), который в свою очередь состоит из трех слоев. Первый, тонкий и нежный — эпикутикула, второй — экзокутикула — более твердый и слит с внутренним слоем эндо-кутикулой. Последние два слоя состоят из плотной ткани, образованной хитином и полибелковыми структурами, связанными между собой химическими соединениями.

Хитин — уникальное изобретение природы, при поражающей легкости он очень прочен, нерастворим в органических растворителях и даже в щелочах. Все тело, за исключением сложных глаз, целиком покрыто волосками и щетинками.

Крылья бабочки

У бабочек две пары крыльев — именно в них красота этих хрупких созданий. У бабочек обе пары крыльев летательные; надкрыльев, характерных для жуков и прямокрылых, нет. По природе своей крыло двухслойно и образовано верхней и нижней боковыми складками тела.

Крылья иссечены продольными и поперечными жилками, трубковидными расширениями пластинки крыла. Жилки выполняют двоякую функцию: во-первых, каркасную, во-вторых, в полости трубок проходят трахеи и нервные волокна.

По форме крыльев и расположению жилок в основном происходит распознавание видов и дифференциация.

На рисунке представлена схема жилкования крыла: Sс — субкостальная жилка, R — радиальные, М — медиальные, Сu — кубитальные, А — анальные жилки.

Крылья покрыты чешуйками, образующими на их поверхности пыльцу, — этого нет ни у каких иных представителей животного мира. Это видоизменённые волоски, имеющиеся на крыльях многих насекомых. Количество чешуек может быть очень велико — несколько сотен тысяч у некоторых видов!

Форма и назначение чешуек различны. Прежде всего существуют пигментные и оптические чешуйки, определяющие окраску крыльев. Первые содержат красящее вещество меланин и отвечают за основную расцветку. А вторые, пропуская лучи света сквозь собственную структуру, преломляют их, вызывая явления интерференции (по принципу призмы). Вот почему под разными углами освещения крылья бабочки приобретают новые цвета и оттенки. Благодаря этому крылья бабочек делаются металлически-блестящими и переливающимися — особенной красотой отличаются они у тропических бабочек.

Чешуйки, уложенные на крыле бабочки, подобно черепице на крыше дома, часто ярко окрашены и образуют линии, пятна, полосы, разводы — всё то, что называют «рисунком крыла» (см. схему ниже). Количество и расположение деталей рисунка различно даже у близких видов. Глазки, лунки, пятна и перевязи могут менять своё расположение, смещаться в несвойственные им места или просто исчезать. Таким образом в основном и определяют бабочек — ведь рисунок каждой бабочки неповторим.

Окраска крыльев самцов и самок бабочек часто совершенно различна. Это явление биологи называют половым диморфизмом в окраске. Более того, редко, но встречаются особи, сочетающие в себе крылья обоих полов: слева — с расцветкой самца, справа — самки, или наоборот. Такие генетически искажённые экземпляры носят название «гинандроморфы».

Удивительны пахучие, или андрокониальные, чешуйки. Чтобы молекулы душистого вещества легче испарялись с поверхности крыла, кончики этих чешуек заканчиваются кисточкой волосков. В период брачных церемоний одни бабочки при встрече ищут усиками пахучие чешуйки и по их аромату выбирают своего партнёра. И расстояние не преграда: самцы находят подруг по запаху за несколько километров! Иногда запах бабочки настолько сильный, что его может ощутить и человек.

Каждое правило в природе имеет исключения. Существуют виды, у которых чешуйки остались только по краям крыльев и вдоль жилок. К таким бабочкам относятся, например, стеклянницы и бражники-шмелевидки. Их брюшко раскрашено яркими черно-жёлтыми полосами и в сочетании с прозрачными узкими крыльями делает этих насекомых похожими на ос или шмелей.

Есть, наконец, бабочки, совсем лишённые способности летать. Так бескрылыми являются самки пяденицы-обдирало, одноцветной и улиткообразной мешочниц, кистехвостов, некоторых коконопрядов. Они очень мало похожи на бабочек, скорее напоминая червячков. Поэтому встречу полов у этих видов обеспечивают крылатые самцы.

Внутреннее строение

1- органы выделения, 2- средний отдел кишечника, 3- зоб, 4- сердце, 5- передний отдел кишечника, 6- толстый кишечник, 7- половые органы, 8- нервный узел, 9- мозг

Нервная система, как и у всех членистоногих, состоит из окологлоточного кольца и брюшной нервной цепочки. Внутри головы, защищенной толстым слоем хитина, находится нервный узел, утолщение нервной трубки, именуемое головным мозгом.

Пищеварительный канал берет свое начало с хоботка, разделенного на две половинки (правую и левую). Зоб служит в основном для временного хранения пищи. Иногда его называют сосательным желудком. Средний отдел состоит из желудка, насыщенного особыми железистыми клетками, продуцирующими различные ферменты, благодаря которым происходит переваривание пищи. Мышечный желудок иногда имеет особые хитиновые выросты, дополнительно измельчающие пищу. После переваривания остатки пищи поступают в заднюю кишку, передняя часть которой носит название тонкой, а из нее — в прямую кишку.

Дыхательная система представляет собой густую сеть разветвленных внутренних трубочек — трахей, по которым воздух, попадая через наружные дыхальца, доставляется непосредственно ко всем внутренним органам и тканям.

Выделительная система — это пучок тонких трубочек, так называемых мальпигиевых сосудов, расположенных в полости тела. Они на вершинах замкнуты, а основаниями открываются в кишечник.

Половая система самок состоит из двух яичников, в которых происходит образование яиц. Яичники, переходя в трубчатые яйцеводы, основаниями сливаются в единый непарный яйцевод, по которому зрелые яйца выводятся наружу. В половой системе самки имеется семяприемник — резервуар, куда поступают сперматозоиды самцов. Зрелые яйца могут оплодотворяться этими сперматозоидами. Органы размножения самца — это два семенника, переходящие в семяпроводы.

Источник

masterok

Мастерок.жж.рф

Хочу все знать

Эти бабочки используют свой хоботок, как у комара, чтобы напиться крови теплокровных. При этом человеческая кровь для них — самый приятный деликатес. А теперь не очень хорошие новости новости: ареал обитания этих насекомых всё больше и больше расширяется. Раньше они обитали только в Малайзии и Южной Европе, но есть вероятность, что скоро они окажутся рядом с вами.

Поэтому давайте узнаем о них подробнее …

Некоторые тропические бабочки – кровососы. Их грубый хоботок способен прокалывать кожу млекопитающих. Предполагают, что вначале бабочки прокалывали кожицу фруктов, чтобы напиться сока, а потом приноровились пить кровь. В тропиках встречаются бабочки, которые питаются слезными выделениями животных, в основном копытных, например буйволов. Бабочки эти запускают свои длинные хоботки внутрь слезных протоков и высасывают слезные выделения. Это, пожалуй, единственный случай, когда бабочки являются переносчиками заболеваний, в данном случае глазных.

Совки («маленькие совы» ) относятся к семейству Noctuidae — самому крупному среди бабочек: более 30000 видов. Некоторые совки подсасывают и капельные выделения крови из поранений (совка Lobocraspis griseifusca), но сами не способны к прокалыванию неповрежденной кожи.

Фото 3.

В 2006 г. Дженифер Заспел (Jennifer Zaspel) укусил вампир. Вампир был не в черном плаще, с бледным лицом и длинными зубами. Это был мотылек, и это был настоящий вампир.

Доктор Заспел — биолог, изучающий насекомых в Университете штата Индианы. В одно из своих путешествий она отправилась в Россию, чтобы изучить мотылька «Calyptra thalictri«. Эти насекомые питаются соком некоторых фруктов, таких как виноград, малина и персик. Мотылек протыкает кожицу ягоды и длинным хоботком высасывает сладкий сок. Но не только соком питается этот мотылек.

Заспел поймала один экземпляр мотылька и несколько часов держала впроголодь в пластиковой бутылке. Затем просунула в горлышко свой большой палец. Через несколько минут мотылек пристроился на большом пальце биолога и проколов кожу у основания ногтя стал пить кровь человека.

Мотылек Calyptra thalictri лишь один из многих животных вампиров. Наиболее известные вампиры — клещи, комары, клопы и, конечно же, летучие мыши. Быть кровососом не так просто, и животным приходится находить различные способы выбора и атаки своих жертв.

Мотылек, которого изучала Заспел, лишь один представитель насекомых-вампиров. Некоторые виды рода бабочек питаются кровью крупных млекопитающих — носорогов и слонов, а некоторые отдают предпочтение слезной жидкости этих животных. Но далеко не все бабочки, даже в пределах одного вида, питаются свежей кровью.

Ученые, которые изучали этих насекомых, поймали 16 особей Calyptra. Шанс пососать кровь представили всем 16-ти бабочкам, но только трое прокололи кожу своими хоботками и стали питаться кровью ученых. Другие даже не предпринимали такой попытки.

Фото 4.

Подлинное питание кровью зарегистрировано у совок рода Calyptra, которые живут в Юго-Восточной Азии. Calyptra eustrigata — средних размеров бабочка, у которой самки прокалывают различные плоды и высасывают их содержимое.

Самцы обладают столь же жестким хоботком, как и самки, но питаются не плодами. Ночью они нападают на слонов, тапиров, носорогов, буйволов и пробивают кожу, быстро вибрируя своим твердым острым хоботком с зубцами на конце — как отбойным молотком. Бабочка эта кусается очень больно, а кровь пьет за один раз от пяти до тридцати минут. Был поставлен эксперимент, и выяснилось, что самцы могут пить и человеческую кровь — палец экспериментатору они прокалывали, ощущение — как от укола раскаленной иглой. Кровопитие для этих бабочек стало возможным благодаря тому, что их предки перешли к питанию плотными плодами и развили твердый хоботок.

Как бы это ужасно не звучало, бабочек-кровососов обнаружили у нас в Сибири. Ими оказались совки или ночные мотыльки. Да-да, те самые большие ночные мотыльки, которые по вечерам и ночам слетаются на свет, не прочь отведать человеческой крови.

Каким образом калиптра василистникова (лат. Calyptra thalictri) пьет кровь человека, впервые обнаружили в России, на Дальнем Востоке. Лепидоптеролог (специалист по бабочкам) Владимир Кононенко, наблюдая за поведением бабочки, обратил внимание на то, что калиптра, если ей никто не мешает, может сосать кровь в течение нескольких минут.

Длина бабочки, с размахом крыльев, составляет 35-72 миллиметра. Их длинный твердый хоботок снабжен мельчайшими присосками, чтобы прикрепляться к коже. Первоначально он предназначался для питья сока растений и воды. Бабочки приспособились прокалывать им твердую кожицу фруктов. Некоторые тропические виды вместо крови пьют слезные выделения крупных животных.

Укол хоботком довольно болезненный. Место укуса не чешется, но маленькая ранка может долго кровоточить. Если бабочек не согнать с места укуса, то они могут сосать кровь от 5 до 20 минут.

Фото 6.

Возникает вопрос – а для чего им все же нужна кровь? Ведь не просто так они перешли на столь экзотическую кухню. Есть следующее предположение, которое, правда, еще точно не установлено. В крови животных содержится соль, которую самцы передают самке во время спаривания. Такой «необычный сексуальный подарок» обеспечивает солью личинок бабочки. Соль, а точнее натрий, необходима им для нормального развития.

Фото 7.

Ранее неизвестная популяция бабочек-вампиров была найдена и описана учёными в Сибири. Энтомологи из университета Флориды (University of Florida – UF) считают, что кровожадные насекомые эволюционировали от обычных «фрутоядных» сородичей.

Судя по незначительным различиям в рисунке на крыльях, маленькие любители крови являются близкими родственниками совки василистниковой (Calyptra thalictri), бабочки, распространённой в Центральной и Южной Европе и некоторых других частях мира.

В ходе эксперимента учёные пожертвовали бабочкам свои руки. Насекомые садились на ладони и пальцы, словно комары, погружали свои хоботки в человеческую плоть и начинали пить кровь.

Фото 8.

Энтомолог Дженнифер Заспел (Jennifer Zaspel) считает, что бабочки, не имеющие пока официального латинского названия, являются «эволюционным ответвлением» совок. Это уже вторая популяция, обнаруженная Заспел и её коллегами в России (предыдущая была выявлена в июле 2006 года).

В дальнейших планах учёных сопоставление ДНК особей найдёнышей, а также других видов. Это необходимо для более точного установления их родства и подтверждения выдвинутых гипотез.

«На данный момент, судя по географическому расположению обнаруженных насекомых, по поведению и окраске крыльев мы можем предположить, что перед нами новый вид», — говорит Дженнифер.

Фото 9.

Если выяснится, что перед энтомологами действительно травоядная бабочка, которая переквалифицировалась в хищницу, то данный вид позволит выяснить, как именно это произошло.

Крис Найс (Chris Nice), изучающий бабочек в университете Техаса (Texas State University), отмечает, что изначально хоботок насекомых был предназначен для прокалывания кожуры фруктов.

У группы Заспель также есть предположение относительно причины появления такого нестандартного поведения. Учёные считают, что всё может быть обусловлено стремлением передать личинкам бабочек соль, которая содержится в крови человека и животных.

Кровь употребляют только мужские особи совок-вампиров. Вероятно, они передают её самкам во время спаривания.

«Мы не обнаружили свидетельств того, что вампиризм продлевает жизнь самцов, потому решили, что они „дарят“ полученное самкам», — говорит Дженнифер.

Такой «сексуальный подарок» обеспечивает солью личинки, сидящие на лиственной диете (а, как известно, в листве почти нет натрия).

Фото 10.

Не очень понятно, как в бабочки одного и того же вида так сильно отличаются друг от друга в плане предпочтения в еде. Возможно, у некоторых бабочек хоботок эволюционировал таким образом, что стало возможным прокалывание плотных тканей, таких как кожа животных. Ученые изучили строение хоботков всех пойманных экземпляров, но не нашли серьезных отличий у мотыльков-вампиров.

Мотылек Calyptra thalictri — одна из кровососущих бабочек. Ученые предполагают, что такой способ питания связан с частичной потерей обоняния.

Тогда биологи исследовали усики Calyptra, и обнаружили, что на антенках крововосов меньше так называемых сенсилл, которые помогают обнаруживать запахи. Ученые предполагают, что таким образом кровососущие насекомые не очень хорошо различают запахи животных. Поэтому неподвижный палец они спокойно «пробуют вкус». К тому же кровь намного питательнее, чем сок фруктов.

Вряд ли этих мотыльков можно считать опасными животными. Свои навыки в охоте за кровью они обрели случайно, потеряв часть своего обоняния и став вампирами поневоле. Но другие кровососы выбрали свой образ питания самостоятельно.

Фото 11.

Фото 12.

Фото 14.

Фото 15.

Источник

Ротовой аппарат бабочки: изящный хоботок

У насекомых разные типы ротового аппарата. Даже у одного вида членистоногого в течение жизни при смене стадии развития может меняться его тип. Это происходит по причине необходимости перехода на другое питание. Так, гусеницы питаются мякотью листьев и имеют грызущий ротовой аппарат. Ротовой аппарат бабочки предназначен только для потребления жидкой пищи.

Типы ротового аппарата

Какие существуют типы ротового аппарата насекомых? Так как ротовые органы эволюционно образованы парными конечностями членистоногих, то должны быть некоторые ограничения по устройству рта. Однако мы наблюдаем широкое разнообразие видов ротового аппарата:

Кроме вышеперечисленных основных типов, встречаются и менее распространенные виды ротового аппарата. Природа удачно экспериментирует и образует богатое разнообразие модификаций органов.

Например, у личинок стрекоз нижняя губа сильно вытянута и похожа на руку. Она неожиданно выбрасывается вперед и хватает жертву. Такое образование называется в науке «маска».

Личинки мошек, которые обитают в воде, питаются фильтрацией. Веерообразный орган позволяет задерживать микроорганизмы, которые затем поступают в организм насекомого. У таких личинок фильтрующий тип ротового аппарата.

Какой ротовой аппарат у бабочек?

Устройство

Ротовой аппарат бабочки простой, но изящный. Хоботок образован сильно удлиненными максиллами, то есть нижними челюстями. Ротовой аппарат бабочки имеет и губы верхнюю и нижнюю. Они располагаются, соответственно, над и под хоботком. Верхние челюсти – мандибулы – у чешуекрылых редуцированы до бугорков или вовсе утрачены. В ходе эволюции сохранились щупики нижней губы. Они состоят из трех члеников и выглядят как дополнительные короткие усики.

Работа хоботка

Ротовой аппарат бабочки – красивое образование. Хоботок в спокойном состоянии плотно свернут.

Для питания бабочка разворачивает его и прикасается кончиком хоботка в поисках пищи, которую предварительно почувствовала лапками. Именно на лапках этого насекомого расположены рецепторы, отвечающие за вкус.

Некоторые бабочки питаются нектаром цветов. В этом случае длина хоботка у них совпадает с длиной нектароносов, на которых они чаще добывают пищу. Эти же виды чешуекрылых могут при возможности насытиться древесным соком или соком фруктов.

Им, скорее всего, понравится оставленное людьми варенье, различные сладости, фрукты. Есть виды чешуекрылых, питающиеся выделениями тли. Часть видов имаго вовсе не питается. У таких представителей хоботок недоразвит. Например, у волнянок.

Бабочки с грызущим ротовым аппаратом

Однако не у всех бабочек сосущий ротовой аппарат. Есть виды молей, имеющие грызущий ротовой аппарат. У этих представителей развиты верхние челюсти. Бабочки с грызущим ротовым аппаратом относятся к отдельному подотряду Грызущих. Они способны питаться грубой пищей. Все остальные представители относятся к подотряду Хоботковых, у них сосущий ротовой аппарат.

Таким образом, ротовой аппарат у бабочки сосущего типа. Хоботок очень длинный, но чтобы такое образование не мешало, в спокойном состоянии свернут в несколько колец. Хоботок упругий, гибкий. Он образован двумя нижними челюстями, каждая из которых имеет вид желоба.

Источник

Хоботок бабочки-вампира

Перед вами хоботок (часть, которая ближе к кончику) ночной бабочки калиптры василистниковой (Calyptra thalictri), снятый при десятикратном увеличении. Бабочка была поймана на Дальнем Востоке России летом 2014 года энтомологом Дженнифер Заспел (Jennifer Zaspel) из Университета Пердью (США). Фото заняло восьмое место на конкурсе микрофотографии Olympus BioScapes 2014.

Хоботок бабочек состоит из двух удлиненных галеа (см. Galea) — частей нижних челюстей (максилл). Они соединяются перекрывающимися дорсальными (спинными) и вентральными (брюшными) выростами кутикулы —легулами, формируя пищевой канал. Дорсальные легулы видны на фото в центре кадра (зеленые). На концевой части хоботка калиптры есть также торчащие в стороны зубцы (на фото красные) и острые крючки (на фото видны как темные точки, окруженные светлым ореолом). Зубцы и крючки помогают прокалывать кожицу фруктов, чтобы напиться сока, а также. кожу млекопитающих, чтобы насосаться кровушки.

Кончик хоботка калиптры василистниковой (не исключено, что хоботок тот же, что и на верхнем фото). Nikon’s Small World 2015 Photomicrography Competition Images of Distinction. Снимок сделан с помощью конфокального микроскопа, увеличение: 10×. Фото © Dr. Matthew S. Lehnert, Kent State University at Stark с сайта nikonsmallworld.com

Эту бабочку, как и многих других представителей рода Calyptra, называют vampire moth — бабочка-вампир, потому что их самцы периодически сосут кровь млекопитающих. Это единственные бабочки-кровососы, хотя не облигатные, а факультативные. Из 18 видов рода 10 пьют кровь; в основном это виды, обитающие в Южной и Юго-Восточной Азии. В качестве жертв они выбирают копытных (например, тапиров и зебу), иногда азиатских слонов, а также людей.

Чтобы определить, пьют ли бабочки человеческую кровь, энтомолог Ханс Бенцигер (Hans Bänziger) из Чиангмайского университета в конце 80-х годов самоотверженно предлагал пойманным в Таиланде насекомым свои пальцы и даже губы — не зная наверняка, не переносят ли бабочки патогены от жертвы к жертве. Благодаря этому удалось подробно наблюдать, как насекомое прокалывает кожу. Крючки цепляются за неровности кожи (волосы, складки, поры, трещинки), в которые толкается хоботок, зубцы прокалывают кожу, и кончик хоботка входит в ранку, а затем «вбуривается» поглубже. Ощущения это вызывает не самые приятные.

Бабочка Calyptra parva пьет кровь из руки исследователя. Таиланд, северный склон горы Дой Чианг Дао (Doi Chiang Dao), 28 мая 1988 года. Справа — увеличенное изображение. Стрелками отмечен волос рядом с хоботком. Видимо, в этом месте легче прокалывать кожу. Фото из статьи H. Bänziger, 1989. Skin-piercing blood-sucking moths V: attacks on man by 5 Calyptra spp. (Lepidoptera, Noctuidae) in S and SE Asia

Калиптра василистниковая обитает на большой территории Палеарктики, питается соком фруктов и ягод. Но в 2006 году ученые, изучавшие бабочек в Приморье, предложили пойманным насекомым свои пальцы. Часть самцов охотно начала пить кровь, занимал этот процесс от 3 до 20 минут.

Группа ученых во главе с Дженнифер Заспел изучает калиптру василистниковую в Приморcком крае, кормя ее своей кровью

Исследователи решили сравнить, отличаются ли морфологически кровососущие самцы от самцов, пьющих фруктовый сок. Отличия нашлись в количестве обонятельных сенсилл на усиках: у кровососущих оказалось меньше сенсилл, воспринимающих запахи позвоночных животных. Ученые предполагают, что снижение чувствительности к таким запахам делает их менее отталкивающими для бабочек и создает предпосылки к питанию кровью.

А, собственно, зачем бабочкам кровь, тем более самцам? Белки крови бабочки не переваривают, они выходят с экскрементами, но зато бабочки усваивают до 95% хлорида натрия (NaCl). Предполагается, что самец может передавать самке NaCl со сперматофором во время спаривания, так как он может быть необходим для развития потомства. А в растениях этого вещества очень мало.

Родственники калиптр из того же подсемейства Calpinae семейства эребид получают недостающие питательные вещества из слез животных, поэтому логично было бы предположить, что калиптры перешли к питанию кровью от лакрифагии (см. картинку дня Охотницы за слезами). Однако данные молекулярно-филогенетического анализа показали, что это не так, и предком кровососов были фруктоядные бабочки.

Источник