летающих ночью или путешествующих днем? Исследование проливает свет на то, когда активны мотыльки и бабочки – Флоридский музей науки
Бабочки летают днем, а мотыльки путешествуют ночью – по крайней мере, вы так думаете. На самом деле их поведение намного сложнее.
Новое исследование Музея естественной истории Флориды предлагает первый всесторонний обзор удивительно сложного вопроса о том, когда бабочки и мотыльки активны.
Исследование выявляет необычные виды — ночных бабочек и дневных мотыльков — и фиксирует почти 50 переходов от ночного к дневному поведению на протяжении эволюционной истории насекомых. Это также говорит о том, что самые ранние предки бабочек и мотыльков летали днем, а не ночью, как считалось ранее.
Хотя о том, когда подавляющее большинство видов бабочек и мотыльков летают, едят и спариваются, практически ничего не известно, исследование обеспечивает базовую и столь необходимую основу путем компиляции существующих данных, сказал ведущий автор Акито Кавахара, доцент и куратор Музейный центр чешуекрылых и биоразнообразия Макгуайра в Университете Флориды.
«Несмотря на то, что бабочек и мотыльков изучают веками, мы еще многого о них не знаем», — сказал он. «Мы хотели собрать все данные о том, когда эти насекомые активны, чтобы лучше понять, что происходит. В наших знаниях все еще есть серьезные пробелы, и многие группы недостаточно изучены, особенно у мотыльков, но это закладывает основу для будущих исследований».
Лепидоптеролог Музея Флориды Акито Кавахара выставляет ящик с бабочками-мотыльками из коллекций Центра Макгуайра.
Эта обыкновенная бабочка-каштан, Junonia coenia, имеет большие глазные пятна, которые можно использовать для защиты от хищников.
Эта соломенная моль subflexus, Chloridea subflexa, обладает характеристиками, обычно ассоциируемыми с молью: приглушенная окраска, большое пушистое тело и активность в ночное время. Но мотыльки могут сильно различаться по внешнему виду, и хотя большинство из них ведут ночной образ жизни, тысячи видов мотыльков летают днем.
Чтобы собрать все доступные данные о том, когда бабочки и мотыльки активны, Кавахара и семь сотрудников его лаборатории арендовали дом на Airbnb на выходные, открыли общий документ Google, разделили родословные чешуекрылых и начали копаться в двухвековых научных исследованиях.
литература. Они добавили информацию с музейных этикеток и личных наблюдений, разделив бабочек и мотыльков на дневных, ночных или сумеречных.
Они нанесли эти категории на эволюционное древо чешуекрылых, отряд, включающий бабочек и мотыльков, и загрузили данные в компьютерную программу. Затем команда использовала программу, чтобы предсказать, когда бабочки, жившие миллионы лет назад, были активны.
По оценкам исследования, от 75 до 85 процентов чешуекрылых ведут ночной образ жизни, а от 15 до 25 процентов активны днем. Некоторые виды летают только в сумеречные часы.
Их результаты представлены в статье, опубликованной в Organisms Diversity and Evolution.
Поскольку большинство чешуекрылых активны ночью, ученые решили, что общий предок бабочек и мотыльков вел ночной образ жизни.
Но компьютерная программа предсказала, что предок летал днем, и это было неожиданное открытие, основанное на том факте, что группа мотыльков, наиболее тесно связанная с ручейниками, близкими родственниками бабочек и мотыльков, активна в течение дня.
— Похоже, об этом говорят данные, — сказал Кавахара. «Гипотеза заключалась в том, что чешуекрылые начали переходить к дневной активности, чтобы не быть съеденными летучими мышами, но ответ может быть не таким простым».
Несмотря на то, что существует несколько физических характеристик, которые отличают вид как дневной или ночной, исследование выявило несколько тенденций.
Разноцветные крылья обычно связаны с дневной активностью, тогда как более темные крылья обычно связаны с ночной активностью или дневной активностью в более темных местах.
«Днем больше используются визуальные подсказки, — сказал Кавахара. «Поскольку света больше, насекомые используют цвета как способ отображения».
Дневные бабочки и мотыльки часто имеют разноцветные крылья, как, например, эти бабочки-птицекрылышки Troides helena.
Более яркая среда позволяет им использовать цвета в качестве визуальных сигналов, чтобы отпугивать хищников или привлекать партнеров.
Крошечные структуры в чешуе синей бабочки-морфо, Morpho menelaus , манипулируют светом, придавая этим крыльям их яркий цвет и переливчатость.
Находящаяся под угрозой исчезновения бабочка-парусник Шауса, Papilio aristodemus, родом из Южной Флориды. Кавахара сказал, что широкомасштабные усилия по документированию поведения бабочек и мотыльков имеют решающее значение, особенно с учетом того, что многие виды находятся в упадке.
Существует также сильная корреляция между активностью в ночное время и развитием органов слуха, которые, по словам Кавахары, могли возникнуть как защитный механизм от летучих мышей, питающихся насекомыми.
Хотя большинство мотыльков ведут ночной образ жизни и почти все бабочки летают днем, есть и заметные исключения.
У некоторых дневных бабочек, таких как некоторые виды шелковых бабочек, есть «большие яркие крылья», сказал Кавахара, в то время как другие, такие как тигровые бабочки и мотыльки, имитируют пчел или ос, чтобы отпугивать потенциальных хищников.
Другие живут на больших высотах или в более холодных районах или активны осенью или зимой и, вероятно, приспособились к дневной активности, потому что температура ночью была слишком низкой для полета, сказал он.
Единственную группу ночных бабочек Hedylidae долгое время принимали за мотыльков из-за их тусклых крыльев и органов слуха, которых нет у большинства бабочек.
Некоторые виды семейства Saturniidae, такие как этот белокольчатый атласный мотылек, Epiphora mythimnia, активны в дневное время. Многие сатурнииды имеют большие красочные крылья, что является обычным явлением для дневных бабочек.
Бабочки семейства Sphingidae, такие как этот скорбный сфинксовый мотылек Enyo lugubris, являются важными опылителями и могут быть активны днем, ночью или в сумерках, в зависимости от вида. Музей Флориды, фото Андрея Суракова
Уроженец Америки, большая леопардовая бабочка, Hypercompe scribonia , ведет ночной образ жизни и имеет уши, вероятно, для обнаружения летучих мышей, питающихся насекомыми.
Уроженец Юго-Восточной Азии и Малайского архипелага, атласный мотылек, Attacus atlas, представляет собой крупный дневной вид, чьи крылья могут достигать 12 дюймов в размахе.
Бабочки семейства Sesiidae, такие как этот чистокрылый шершень, Paranthrene simulans, часто имитируют пчел или ос, чтобы защитить их от хищников.
Бабочки-бабочки семейства Hedylidae долгое время ошибочно принимались за мотыльков из-за их ночного поведения, тусклых крыльев и органов слуха.
Исследование показало почти 50 переходов от ночной активности к дневной, и, вероятно, их было намного больше, сказал Кавахара.
«Возможно, некоторые из этих сдвигов не так уж хорошо разыгрались — я думаю, что вымирание, вероятно, было большим», — сказал он. «Но это показывает, как чешуекрылые невероятно адаптируются ко всем видам окружающей среды, будь то вершина горы, тропический лес Амазонки или остров. Вот почему они могут переключаться между ночью и днем и выживать в таких условиях».
Один из следующих проектов команды — использовать окаменелости для добавления меток времени к эволюционному дереву чешуекрылых. Знание того, когда бабочки и мотыльки переходят от дневной активности к ночной или наоборот, может помочь ответить на главный вопрос, который мучает Кавахару.
«Почему это происходит?» он сказал. «Это конкуренция, хищничество, спаривание? Мы просто не знаем».
Он указал, что набор данных исследования представляет только около 500 из 160 000 описанных видов чешуекрылых, а число неописанных видов бабочек и мотыльков может составлять от 500 000 до миллиона.
— Просто у нас пока нет этих данных, — сказал он. «Мы делаем выводы на основе того немногого, что знаем».
Но вам не нужно быть ученым, чтобы заполнить пробелы в знаниях, сказал он. Размещая фотографии бабочек и мотыльков с отметками времени в социальных сетях и таких инструментах, как iNaturalist, общественность может предоставить ученым столь необходимую информацию.
«Записывать то, что вы видите ночью во дворе или при свете фонаря на крыльце, очень ценно, — сказал Кавахара.
«По большей части у нас нет конкретной информации о том, когда те или иные насекомые активны, даже по образцам из музейных коллекций. На эти вопросы действительно невозможно ответить без помощи общественности. Еще более важно документировать насекомых, поскольку мы наблюдаем исчезновение видов».
Соавторами исследования являются Дэвид Плоткин, Крис Гамильтон, Харлан Гоф, Райан Сен-Лоран, Ханна Оуэнс и Николас Хомзиак из Музея Флориды и Джесси Барбер из Университета штата Бойсе.
Национальный научный фонд финансировал исследование.
Прочитать исследование полностью.
Источник: Акито Кавахара, [email protected], 352-273-2018
Узнайте больше о лаборатории Кавахара в Музее Флориды.
Узнайте больше о Центре чешуекрылых и биоразнообразия Макгуайра в Музее Флориды.
Обновление исследования бабочки монарха — май 2019 г.
Дуглас Лэндис, Натан Хаан и Эндрю Майерс, факультет энтомологии Мичиганского государственного университета –
Мичиган является важным штатом для поддержки летнего размножения популяции монархов. Вот обновленная информация о том, что мы знаем и чего не знаем об увеличении яйцекладки и выживаемости.
Проверка молочая обыкновенного на наличие яиц монарха или гусениц. Фото Дуга Лэндиса, Мичиганский государственный университет энтомологии Недавние исследования в нашей лаборатории были сосредоточены на понимании того, где монархи предпочитают откладывать яйца, и на судьбе этих яиц и молодых личинок (гусениц). В наших исследованиях монархи откладывали большую часть яиц на молочая обыкновенного, хотя молочай обыкновенный, молочай болотный и молочай мутовчатый также используются, особенно в конце этого лета.
Нам также было очень интересно узнать, кто ест яйца монархов и молодых личинок, и в какое время суток происходят эти хищнические события. Мы собрали в общей сложности 75 видов насекомых и пауков из молочая обыкновенного и дали им доступ к яйцам и молодым личинкам в лаборатории. Из них почти половина охотно потребляла одного или нескольких незрелых монархов. Мы продолжили исследование, наблюдая за яйцами в полевых условиях с помощью камер видеонаблюдения, подтвердив, что большое разнообразие членистоногих поедает монархов. Самое удивительное, что 74% хищничества произошло ночью! К обычным хищникам относятся: пауки, уховертки, древесные сверчки и даже мелкие молочая, питающиеся в основном растениями.
Как известно каждому садоводу, срезание стебля молочая над землей просто приводит к его регенерации от корней. Мы обнаружили, что при скашивании примерно одной трети стеблей молочая обыкновенного на грядке в середине июня и второй трети в середине июля регенерирующие стебли становятся более привлекательными, увеличивая яйценоскость монарха до 10 раз и одновременно снижая численность хищников вдвое и более.