Органы чувств у бабочек

НАУЧНАЯ БИБЛИОТЕКА — РЕФЕРАТЫ — Уникальность органов чувств бабочек

Уникальность органов чувств бабочек

Вкусовые ощущения

Бабочки в зависимости от вида благодаря вкусовым ощущениям оказывают предпочтение тем или иным объектам питания. Органы хеморецепции бабочек находятся на лапках и реагируют на различные вещества через прикосновение. Экспериментально установлено, что если взять бабочку за крылья и коснуться лапками поверхности, смоченной сахарным сиропом, то на это отреагирует ее хоботок. Он тотчас свернется, хотя сам к сахарному сиропу не чувствителен. С помощью вкусового анализатора бабочки хорошо различают растворы хинина, сахарозы, соляной кислоты и др. Причем эти органы бабочек в тысячу раз чувствительнее рецепторов человеческого языка. Своими лапками бабочки могут почувствовать концентрацию сахара в воде в 2 000 раз меньшую, чем та, что дает нам ощущение сладковатого вкуса.

Высокочувствительное обоняние

Органы обоняния бабочек реагируют на присутствие даже очень малых концентраций вещества, удаленного от насекомого на большое расстояние. Их высокая чувствительность к запахам поражает. Самки бабочек многих видов обеспечены железами, выделяющими пахучие феромоны. Этот секрет выделяется ими в период размножения и улавливается самцами. Особым чутьем отличаются, например, самцы ночных шелкопрядущих бабочек, наделенные для этого пышными перистыми усиками. Они способны находить своих малоподвижных самок по еле уловимому запаху. Меченые самцы непарного тутового шелкопряда устремлялись на запах самки с расстояния 3,8 км. А самцы бабочки сатурнии улавливают запах самки своего вида на расстоянии 12 км. Но возможно, не только обоняние используется для такого поиска. Ученые пытались выяснить предельную границу, с которой самцы бабочек уже не находят самки. Они выпускали через окно движущегося поезда помеченных самцов бабочки-глазчатки с разных расстояний от места с клеткой, где находилась самка того же вида. С расстояния 11 км на ее запах прилетело 26 % выпущенных самцов.

Самый наглядный пример эффективности действия феромонов у насекомых демонстрирует тутовый шелкопряд. Для того чтобы показать свою готовность к спариванию, самка выделяет небольшое количество феромона (бомбикола). Даже если его будет всего одна миллионная грамма, самец способен расшифровать такое сообщение, важное для продолжения его рода. При этом достаточно всего одной молекулы бомбикола, выделяемого самкой, чтобы запустить нервный импульс в рецепторной клетке антенны самца. А если генерируется 200 импульсов в секунду, самец начинает искать самку, двигаясь против ветра, приносящего химическую информацию от подруги. Существует даже способ ловли самцов тутового и непарного шелкопряда, волнянок, павлиноглазок (сатурниц), коконопрядов. Самку сажают в клетку, и на ее запах слетаются многочисленные самцы.

Потомство серебристой бабочки-нимфалиды питается в основном листьями фиалки. Поэтому самка удивительным образом находит эти растения и откладывает яйца на коре растущих рядом деревьев. Науке не известно, как находит она фиалку, но, вероятнее всего, – по запаху.

Работа инфракрасных локаторов

Для поиска «своих» цветков, раскрытых в темноте, некоторые ночные бабочки обеспечены уникальными инфракрасными локаторами. Чтобы переводить невидимые тепловые лучи в видимое изображение в их глазах создается эффект флуоресценции. Инфракрасные лучи проходят здесь через построенную организмом сложную оптическую систему и фокусируются на специально подготовленном пигменте. Тот флуоресцирует, и таким образом инфракрасное изображение переходит в видимый свет. И тогда в глазах бабочки появляются видимые образы цветков, которые ночью испускают излучение именно в инфракрасной области спектра. В этом случае у цветков есть передатчики излучения, а у ночных бабочек – его приемники, то есть они целесообразно устроены друг для друга.

Инфракрасное излучение играет немаловажную роль и в сближении ночных бабочек различных полов. Как это происходит? В результате протекающих в организме бабочек физиологических процессов температура их тела значительно выше, чем температура окружающей среды и составляет около 35– 400 С. И что самое интересное – она мало зависит от температуры окружающего воздуха. То есть при понижении внешней температуры процессы внутри организма усиливаются. Более теплое тело бабочки является источником инфракрасных лучей. Взмахи крыльев прерывают поток этих лучей с определенной частотой. Предполагается, что самец отличает самку своего вида, воспринимая эти определенные ритмические колебания инфракрасного излучения.

Ультразвук для ориентации в пространстве

Благодаря акустическому анализу и использованию ультразвуковых сигналов бабочки не только избегают своих основных врагов – летучих мышей, как было показано выше, но и прекрасно ориентируются в пространстве. В экспериментах бабочка совка продемонстрировала способность к эхолокационной ориентации среди системы сферических преград. Представители этого вида могут определять наличие преграды на расстоянии свыше 12 см и производить сложные маневры при ее облете.

Источник

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

Органы чувств у бабочек

Уникальность органов чувств бабочек

Бабочки в зависимости от вида благодаря вкусовым ощущениям оказывают предпочтение тем или иным объектам питания. Органы хеморецепции бабочек находятся на лапках и реагируют на различные вещества через прикосновение. Экспериментально установлено, что если взять бабочку за крылья и коснуться лапками поверхности, смоченной сахарным сиропом, то на это отреагирует ее хоботок. Он тотчас свернется, хотя сам к сахарному сиропу не чувствителен. С помощью вкусового анализатора бабочки хорошо различают растворы хинина, сахарозы, соляной кислоты и др. Причем эти органы бабочек в тысячу раз чувствительнее рецепторов человеческого языка. Своими лапками бабочки могут почувствовать концентрацию сахара в воде в 2 000 раз меньшую, чем та, что дает нам ощущение сладковатого вкуса.

Органы обоняния бабочек реагируют на присутствие даже очень малых концентраций вещества, удаленного от насекомого на большое расстояние. Их высокая чувствительность к запахам поражает. Самки бабочек многих видов обеспечены железами, выделяющими пахучие феромоны. Этот секрет выделяется ими в период размножения и улавливается самцами. Особым чутьем отличаются, например, самцы ночных шелкопрядущих бабочек, наделенные для этого пышными перистыми усиками. Они способны находить своих малоподвижных самок по еле уловимому запаху. Меченые самцы непарного тутового шелкопряда устремлялись на запах самки с расстояния 3,8 км. А самцы бабочки сатурнии улавливают запах самки своего вида на расстоянии 12 км. Но возможно, не только обоняние используется для такого поиска. Ученые пытались выяснить предельную границу, с которой самцы бабочек уже не находят самки. Они выпускали через окно движущегося поезда помеченных самцов бабочки-глазчатки с разных расстояний от места с клеткой, где находилась самка того же вида. С расстояния 11 км на ее запах прилетело 26 % выпущенных самцов.

Самый наглядный пример эффективности действия феромонов у насекомых демонстрирует тутовый шелкопряд. Для того чтобы показать свою готовность к спариванию, самка выделяет небольшое количество феромона (бомбикола). Даже если его будет всего одна миллионная грамма, самец способен расшифровать такое сообщение, важное для продолжения его рода. При этом достаточно всего одной молекулы бомбикола, выделяемого самкой, чтобы запустить нервный импульс в рецепторной клетке антенны самца. А если генерируется 200 импульсов в секунду, самец начинает искать самку, двигаясь против ветра, приносящего химическую информацию от подруги. Существует даже способ ловли самцов тутового и непарного шелкопряда, волнянок, павлиноглазок (сатурниц), коконопрядов. Самку сажают в клетку, и на ее запах слетаются многочисленные самцы.

Потомство серебристой бабочки-нимфалиды питается в основном листьями фиалки. Поэтому самка удивительным образом находит эти растения и откладывает яйца на коре растущих рядом деревьев. Науке не известно, как находит она фиалку, но, вероятнее всего, – по запаху.

Работа инфракрасных локаторов

Для поиска «своих» цветков, раскрытых в темноте, некоторые ночные бабочки обеспечены уникальными инфракрасными локаторами. Чтобы переводить невидимые тепловые лучи в видимое изображение в их глазах создается эффект флуоресценции. Инфракрасные лучи проходят здесь через построенную организмом сложную оптическую систему и фокусируются на специально подготовленном пигменте. Тот флуоресцирует, и таким образом инфракрасное изображение переходит в видимый свет. И тогда в глазах бабочки появляются видимые образы цветков, которые ночью испускают излучение именно в инфракрасной области спектра. В этом случае у цветков есть передатчики излучения, а у ночных бабочек – его приемники, то есть они целесообразно устроены друг для друга.

Инфракрасное излучение играет немаловажную роль и в сближении ночных бабочек различных полов. Как это происходит? В результате протекающих в организме бабочек физиологических процессов температура их тела значительно выше, чем температура окружающей среды и составляет около 35– 400 С. И что самое интересное – она мало зависит от температуры окружающего воздуха. То есть при понижении внешней температуры процессы внутри организма усиливаются. Более теплое тело бабочки является источником инфракрасных лучей. Взмахи крыльев прерывают поток этих лучей с определенной частотой. Предполагается, что самец отличает самку своего вида, воспринимая эти определенные ритмические колебания инфракрасного излучения.

Ультразвук для ориентации в пространстве

Благодаря акустическому анализу и использованию ультразвуковых сигналов бабочки не только избегают своих основных врагов – летучих мышей, как было показано выше, но и прекрасно ориентируются в пространстве. В экспериментах бабочка совка продемонстрировала способность к эхолокационной ориентации среди системы сферических преград. Представители этого вида могут определять наличие преграды на расстоянии свыше 12 см и производить сложные маневры при ее облете.

Источник