Контрольная работа по "Зоологии"

Русский писатель Н.Ф Золотницкий, большой знаток и любитель бабочек, писал о стае капустниц, летевших в течение многих часов, причем летели они «в несколько слоев».

Энтомолог-любитель, известный писатель Набоков оставил  нам удивительно красочное описание миграции белянок и репейниц. Оно  стоит того, чтобы привести его  с небольшими сокращениями: «Движется по синеве длинное облако, состоящее из миллиона белянок, равнодушное к направлению ветра, всегда на одном и том же уровне над землей, мягко и плавно поднимаясь через холмы и опять погружаясь в долины, случайно встречаясь, может быть, с облаком других бабочек, желтых, просачиваясь через него без задержки, не замарав белизны, и дальше плывя, а к ночи садясь на деревья, которые до утра стоят как осыпанные снегом, - и снова снимаясь, чтобы продолжить путь. Куда? Зачем? Природой ещё не доказано или уже забыто».

Перелеты бабочек  – дело не только далекого и очень  далекого прошлого. Прекратиться миграция бабочек не может, ведь это – не прихоть, не каприз, не «охота к перемене мест». Это насущная необходимость  для продолжения рода, для выживания того или иного вида. Да, миллионы бабочек гибнут по дороге, но какое-то количество выживает, добирается до места. Основной целью перелетов является откладка яиц. Из яиц появятся гусеницы, затем отродятся из куколок бабочки. И в тот же день огромные стаи отправятся в обратный путь. На пути – моря, горы, но бабочки не задерживаются. Даже там, где можно отдохнуть и покормиться. Гусеница успела накопить жировой запас, и им будет сыта бабочка, пока летит над своим трудным участком пути – над морем и горами. Зачем?

Репейницы, к  примеру, откладывают очень много яиц. Если бы часть бабочек не улетела, то появившиеся гусеницы очень скоро уничтожили бы все кормовые растения и репейницы погибли бы все до единой. Но они улетают, предупреждают перенаселение и тем самым спасают вид от вымирания.

Перелетами  бабочек люди занимаются не так давно, но уже выяснено немало. Например, выяснено, какие виды совершают перелеты чаще других. Оказалось, это репейницы, адмиралы, желтушки и некоторые виды бражников.

Более или менее  точно выяснены пути, по которым летят бабочки. По одним и тем же маршрутам они летят из года в год, не сворачивая с курса, даже если имеется более безопасный путь. Часто бабочки летят вдоль русел рек. Но если река почему-либо исчезает, бабочки продолжают лететь вдоль бывшего русла.

Летят бабочки обычно невысоко над землей и, как правило, поднимаются вверх только в крайнем случае. Тем не менее, почему-то не всегда пользуются более безопасной дорогой, а предпочитают лететь через горы, где массами гибнут на ледниках.

Узнали, что  репейницы, капустницы, желтушки летят стаями, при чем часто громадными, адмиралы же предпочитают путешествовать в одиночку и лишь перед перелетом через горы собираются в небольшие стаи.

Сейчас известно, что одни бабочки, например репейницы, совершают перелеты ежегодно, а другие – раз в несколько лет.

Выяснили, что  командой для сбора в дорогу служит изменение светового дня, выяснили, что заставляет бабочек мигрировать.

Известны теперь даже такие факты, как освоение бабочками  новых территорий: они постоянно  залетают в страны или даже части света, где никогда не водились раньше, и, если эти места приходятся им по душе (а для «души» бабочки важен климат и наличие подходящей растительности), остаются в этих странах.

И все-таки многое в перелетах бабочек ещё неясно. А главное, нет ответа на два основных вопроса: во-первых, как удаётся насекомым совершать дальние перелеты, во-вторых, как они находят дорогу?

К тому же, дневные  бабочки – тихоходы, а крылья их очень слабы. Правда, известно, что  чешуйки, которыми покрыты крылья бабочек, на 15% увеличивают их подъемную силу. Благодаря своему немного странному, похожему на езду по ухабам, полету бабочки экономят энергию, имеют возможность часть пути планировать с «выключенным мотором». Но все это – мелочи по сравнению с той гигантской работой, которую приходится проделывать крыльями и «мотору». Бабочка взмахивает крыльями 5-6 раз, от силы 9 раз в секунду. Летит она медленно 7-14 километров в час против ветра и 30-35 километров в час по ветру. Сколько же раз нужно взмахнуть крыльями, чтобы совершить один перелет. А какой же прочности должны быть «шарниры», на которых эти крылья укреплены? Ни один, даже самый прочный материал не выдержит такой нагрузки. А крылья бабочек выдерживают. И ещё одна «загадка мотора»: ведь бабочки, как мы знаем, не отличаются силой по сравнению, допустим, с муравьем или жуком-навозником. Бабочки не пополняют запасов энергии, а ведь она сгорает. Пусть не так уж быстро, но, по самым минимальным расчетам, для такого путешествия её должно быть потрачено больше, чем весит вся бабочка.

Такова одна из загадок перелетов бабочек. Вторая загадка – ориентация. Как бабочки  находят дорогу? По солнцу? Используя  поляризованный свет? Ультрафиолетовые лучи? Какие-то неведомые ещё людям  ориентиры или сигналы? Встает и другой вопрос: как они определяют скорость, как соразмеряют свои силы по отношению к ветру? Ведь ветер – фактор очень важный. Хорошо, если ветер попутный. А если встречный или боковой, который может снести в сторону, заставить отклониться от курса? Птицам ветер часто мешает, а при сильном встречном или боковом ветре многие из них вообще не летят. Для бабочек любой ветер – сильный. Значит, у них есть какое-то приспособление, позволяющее регистрировать силу ветра и делать соответствующие поправки?

Лет 25-30 назад  два немецких ученых Г. Шнейдер и Д. Буркхард, занимаясь изучением мясной мухи, решили разобраться: какую роль выполняют у неё небольшие группы чувствительных нервных клеток в местах сочленения усиков с головой?

Ученые ввели  в эти непонятные клетки крохотные  электроды, перехватывающие сигналы, которые эти клетки передают в мозг, затем надели на муху поясок и поместили её в миниатюрную аэродинамическую трубу.

Пока в трубе  воздух был неподвижен, бездействовали и клетки. Но вот заработал вентилятор, воздух стал двигаться, и в мозг мухи полетели сигналы-импульсы, которые передавались с одинаковой частотой. Воздух стал двигаться быстрее, и сигналы участились, медленнее – и сигналы стали реже. Значит, в основании усиков скрыт «спидометр» - указатель скорости ветра, причем спидометр очень надежный и совершенный. Принцип действия его прост и гениален: встречный ветер отгибает усики, величина этого отгибания воспринимается чувствительными клетками и немедленно передается в мозг в виде сигналов соответствующей частоты. Мозг немедленно реагирует и дает команду, что делать дальше.

У мух такой  спидометр найден. Может быть, что-то похожее есть и у бабочек, и  этот «прибор» помогает им соотносить свой полет хотя бы с направлением и силой ветра? А может, у бабочек  есть какое-то другое приспособление, помогающее им в полете, а ориентируются они не по солнцу, а по магнитным полям, например?

Известно, что  вокруг нас море магнитных волн. Галактика, Солнце, сама Земля порождают  огромное количество реально ощутимых, хоть невидимых волн. Могут ли они действовать на насекомых? Сведений на этот счет ещё не много, но то, чем располагает наука, дает основание считать именно так. Давно заметили, что мухи, попав в сильное магнитное поле, сначала очень возбуждаются, а потом, успокоившись, устраиваются либо вдоль магнитного поля, либо строго перпендикулярно к нему. Так же ведут себя и другие насекомые, например майские жуки.

Таким образом, несмотря на хорошо изученные факты  о перелетах бабочек, в науке  существует ещё множество нераскрытых  вопросов касательно этой темы.

Глава 4. Роль чешуекрылых в биоценозах.

чешуекрылые бабочка строение

На первый взгляд кажется, что роль бабочек в природных процессах незначительна. Якобы они выполняют незначительную («ведь перепончатокрылые куда важнее!») роль в опылении цветов, а гусеницы приносят лишь вред, поскольку уничтожают листья деревьев. Однако не стоит забывать, что природе под силу контролировать все процессы, происходящие в природе. И ни один вид не существует без значительной или даже незаменимой пользы для биосферы. Исключение не составили и бабочки.

Опыление. Роль опылителей для растительного мира чрезвычайно велика. Ведь огромное количество зоофильных растений не может быть оплодотворена без их помощи. Около 80% диких и культурных растений нуждаются в насекомых-опылителей, таких как бабочки. А потому цветки растений обладают целым рядом способов привлечения опылителей. Цветки, опыляемые чешуекрылыми, имеют специальные приспособления для удобного поглощения нектара бабочкой: нектар в глубоких трубчатых вместилищах и открытую липкую пыльцу (лилии, флоксы, некоторые гвоздики, горечавки). Бабочки, в свою очередь, нуждаются в нектаре и пыльце. Перелетая, с цветка на цветок, они осуществляют перекрестное опыление растений. Тем самым, повышают плодовитость и урожайность.

Шелководство. У многих чешуекрылых гусеницы перед окукливанием плетут шелковистый кокон, в котором и происходит развитие куколки. У некоторых видов количество шелка в коконе настолько велик, что представляет большой практический интерес. Основной производитель шелка в СССР был тутовый шелкопряд ( Bombyx mori). В период его разведения экономика страны получила немалые доходы. На разведение этой бабочки было занято большое количество людей, тем самым обеспечивая рабочие места. В Астраханской области разведение тутового шелкопряда было широко развито, на это отводились целые гектары земли. Помимо тутового шелкопряда в шелководстве используются и другие виды бабочек, например, китайская дубовая павлиноглазка( Anthereae pernyi).

Бабочки как механизм экологического равновесия. Каждый гектар широколиственного леса обычно заселяют гусеницы, масса которых 200-300 кг. В тех лесах, где гусениц, сочтя вредителями, полностью уничтожали ядохимикатами, листва оставалась невредимой. Но осенью, покрываемый ее слой почвы был настолько толстым, что его не успевали перерабатывать не земляные черви, не другие почвенные организмы. Эта лесная постилка становилась из года в год все более мощной, в результате чего между почвой и воздухом произошло изменение газового и водного обмена. Корни деревьев стали потихоньку отмирать, вследствие чего появились сухие верхушки. Упавшие семена не добирались до земли, чтобы прорости, поэтому прекратилось возобновление леса.

В тех лесах, где гусениц не трогали, к началу лета они съедали часть листвы. Появившаяся к середине лета не особенно густая листва, осенью давала умеренную массу опада. К весне он отлично успевал перегнить, увеличивая количество органических веществ в почве под деревьями. К этому еще добавилась солидная порция удобрения от жизнедеятельности гусениц – более 200 кг их экскрементов на гектар леса!

Так, в период одновременного появления огромного  количества гусениц дубовой листовертки ( Tortrix viridana), дубы к концу мая могут оказаться почти без листьев.

Эти деревья  не погибают, а через некоторое время дают новую листву. Снижается лишь годовой прирост древесины. Зато поросль, чахнущая в тени мощных деревьев, при их оголении получают в начале лета больше света и начинает активно развиваться. Кроме того, почва обильно удобряется экскрементами гусениц, весьма полезными для деревьев и окружающей растительности.

Роль  бабочек в образовании гумуса. Казалось бы, какая польза может быть от бабочек в почвообразовании. Однако в природе все предусмотрено. Эти насекомые достаточно плодовиты и размножаются на лугах, в лесах и рощах, на огородах. Личинки бабочек способны накапливать в организме множество ценных микроэлементов, которые попадают в среду из почвы. Появившиеся из куколки имаго разлетаются и разносят по всюду накопленные микроэлементы, удобряя сушу. И таким образом способствуют круговороту многих микроэлементов, столь необходимых для почвообразования и всего живого.

Фитофаги. Бабочки являются поедателями растений. Но экологическая система представляет собой взаимосвязанное целое. Бытует мнение, что чешуекрылые повреждающие растения в лесу или культурные деревья, наносят им вред. Но ведь одним из предназначений растений является употребление их в пищу, то есть участие в пищевой цепи. Поэтому деревья образуют больше листьев, чем необходимо. Примерно каждый четвертый лист на дереве – запасной, чтобы существовала возможность питания. Во многих случаях, как было доказано учеными, незначительные повреждения не только не вредят растению, но и стимулируют его рост, повышая продуктивность. Бабочки, поедая листья, дают возможность деревьям освобождаться от лишней ноши. Если образуется больше чем требуется плодов и листьев, растение просто физиологически не может подпитывать и давать нужные питательные вещества каждому в полной мере. Поедание листьев бабочками, а в большинстве случаев, их куколками, регулирует число листьев, падающих осенью. Что играет немаловажную роль в дыхании растений.

Отношение бабочек с другими представителями  животного мира. Гусеницы бабочек являются кормом для ос. Так, после того как гусеницы нападают на растения, выделяют так называемые «ароматы зеленого листа». Эти вещества привлекают самок ос, которые специально устраиваются неподалеку от «своих растений». Получив химический сигнал, осы прилетают и жалят гусениц. Парализовав их, самки уносят в свои парки, где откладывают личинки. В дальнейшем, по мере того как вылупившиеся личинки объедают законсервированный корпус, осы спешат наполнить норки новыми порциями гусениц. Так механизмы поддержания экологического равновесия и вся цепочка его участников, учтена в их генетической программе. Помимо гусениц и сами бабочки участвуют в пищевой цепи. Они являются своеобразным лакомством для птиц, а также пищей для летучих мышей. Для некоторых видов, они являются неотъемлемым компонентом питания.