Sunday, August 15, 2010

Бабочки. Александр Гордон, диалоги (ноябрь 2003) /Gordon, dialogues, butterflies

Участники:
Олег Григорьевич Горбунов – кандидат биологических наук
Владимир Сергеевич Мурзин – доктор физико-математических наук

Александр Гордон: …для биолога, зоолога, особенно для лепидоптеролога – это открытие – назвать новый вид бабочек. Но если это было легко сделать еще буквально столетие назад, то сейчас, наверное, уже все описано?
Владимир Мурзин: Вы глубоко ошибаетесь. Я недавно как раз занимался этим вопросом для бабочек Советского Союза, и построил график, на котором показал количество новых описаний в зависимости от времени, по годам. И на этом графике видно, что сейчас количество вновь описываемых бабочек по годам растет линейно. Я-то надеялся, что они действительно, как вы говорите, уже почти все описаны и кривая выйдет на насыщение, и я смогу, экстраполируя ее математическими формулами на бесконечность, предсказать, сколько же в России бабочек. Но оно растет линейно. Мы даже не можем сказать, сколько бабочек водится у нас. Причем речь идет только о дневных бабочках, а ночных бабочек в раз 10 больше, и они изучены гораздо хуже. То есть, я думаю, там только половина видов известна.

А.Г. Хорошо, давайте тогда ограничимся тем, что нам уже известно.
Олег Горбунов: В настоящее время, понятно, что нельзя назвать даже приблизительную цифру. Но некоторые ученые считают, что их 170 тысяч видов на Земле, то есть таксонов видового уровня, не считая подвидов. Но если включить сюда же и другие таксоны уровня вида, которые закреплены в международной номенклатуре, то есть подвиды, то это число повышается вплоть до полумиллиона одних только бабочек.

А.Г. И, судя по вашим словам, сколько их там еще впереди – неизвестно.
В.М. Да, сколько впереди! Причем Россия – более-менее изученная страна.
О.Г. К сожалению, Россия обделена природой, то есть количество чешуекрылых здесь намного меньше, чем в Южной Америке, Юго-Восточной Азии или тропической Африке, особенно в западной части Центральной Африки. Из этих регионов новые таксоны описываются ежегодно тысячами! И даже по несколько тысяч в год!
В.М. Вы сколько описали новых видов?
О.Г. Я сейчас точно не помню, но не меньше 130 видов.
В.М. Это только один Олег описал.

А.Г. И вы их сами называете?
О.Г. Я их сам называю. А как же? Я автор названий этих видов.
А.Г. Потрясающе.
О.Г. И это еще не конец. Я предполагаю, что смогу описать еще несколько сотен. Потому что, например, в коллекции в настоящий момент я имею где-то порядка 50 видов, которые не имеют названий. Эти виды были собраны даже в европейской части России!
В.М. И надо сказать, что Олег занимается только одной специальной группой бабочек. Это очень интересная группа, так называемые «стеклянницы».
О.Г. Удивительная группа, которая на бабочек-то не очень похожа…
В.М. Он описал 130 видов только из этого одного семейства!
О.Г. А всего семейств бабочек опять же никто не может точно указать, потому что у исследователей имеются достаточно разнообразные мнения о структуре и объеме каждого семейства. Но в настоящее время можно констатировать тот факт, что все многообразие бабочек может быть разделено на 46 надсемейств. Из них – 27 монотипические, т.е. состоят лишь только из одного семейства. Это в основном молевидные чешуекрылые, то есть очень мелкие и очень древние по своему происхождению бабочки. Все остальные надсемейства включают в свой состав несколько семейств. Как правило, это более продвинутые группы, состоящие из тысяч и даже десятков тысяч видов.

А.Г. Говоря, кстати, о происхождении. Может быть, вы скажите об этом несколько слов. И есть ли какие-то попытки объяснить, почему такое удивительное многообразие видов?
О.Г. Это, во-первых, связано с древней историей отряда чешуекрылых. Известны бабочки, вернее, их остатки, из отложений Юрского периода. Их возраст не менее 150 миллионов лет! Кроме этого очень хорошо известна фауна янтаря, особенно балтийского. Возраст этих останков приближается к 55 миллионам лет. И эти остатки уже определяются как современные семейства и даже роды. Далее, многообразие, зависит от тех условий, в которых обитает та или другая группа. На протяжении истории Земли, а вернее, истории развития отряда бабочек, эти внешние условия изменялись множество раз и в различных направлениях. Кроме того, очень большое значение для увеличения разнообразия имеет эффект дрейфа генов, который хорошо прослеживается у островных популяций. Конечную величину разнообразия мы определить не можем.

А.Г. То есть, видообразование продолжается до сих пор?
О.Г. Безусловно. Но этот процесс достаточно медленный. Хотя его можно наблюдать даже сейчас где-нибудь на маленьких островах, или высоко в горах.
В.М. Действительно, большинство бабочек приспособлено к жизни в определенных природных условиях. Так, существуют виды бабочек, которые живут в горах на высоте не ниже 3000 метров. Для этих видов такая горная страна, как, например, Памир, представляет собой архипелаг или систему островов, на каждом из которых эти виды живут в виде отдельных популяций, изолированных друг от друга непреодолимыми для перелета преградами, каковыми являются глубокие ущелья. Каждая такая изолированная или «островная» популяция рано или поздно перестает контактировать со своими собратьями, обитающими на соседней горе. Отсутствие контакта приводит к генетической изоляции и, далее, к необратимым генетическим перестройкам от эффекта дрейфа генов. В результате этого и образуются новые и первоначально очень локальные виды. Поэтому в горах очень много так называемых «эндемиков», которые живут на одной горе. Я неоднократно путешествовал по Алтаю, где недалеко от поселка Акташ с одной горы было описано 5 видов, из них два – больше нигде не встречаются. Только на этой горе!
О.Г. Может быть, эти виды живут где-нибудь рядом в таких же условиях, но пока…
В.М. Пока известны только с этого высокогорья. Конечно же, это не отдельная гора, а небольшой Курайский хребет. По-видимому, он весь заселен этими бабочками. Они живут под камнями на высоте выше 3000 метров. Для Алтая это очень большая высота. Эти бабочки очень интересны. Живут они на хорошо прогреваемых солнцем осыпях. Их самки после рождения сидят под камнями. Самцы же активно летают и находят самок, которые после оплодотворения и откладывают там яйца.

А.Г. При этом самки тоже крылатые?
В.М. Самки не летают, но крылья у них все-таки есть. Существуют же виды, у которых самки совсем не имеют крыльев. Видите – самка. А там самец. Эта самка не имеет крыльев, но их зачатки можно разглядеть под микроскопом. Она даже ими шевелит, но не больше того. Она, как бочонок с яйцами, лежит. И причем она даже не выходит из кокона.

А.Г. Кормит ее самец?
В.М. Нет, она не кормиться, у нее нет ротовых органов совсем.
О.Г. То есть, это мешок с яйцами.
В.М. У нее нет ни глаз, ни ротовых органов, ничего. И я считаю, что это последнее достижение эволюции. Понимаете, только любовь правит их жизнью во взрослом состоянии. И это, кроме того, огромная экономия энергии. Она может всю энергию, накопленную гусеницей, пустить на формирование яиц. Ей не нужно летать, не нужно тратить энергию на поиск кормового растения и на все остальное.
О.Г. Даже ползать не надо.
В.М. Даже ползать не надо, она просто лежит под камнем. Самец разыскивает ее по запаху, т.е. по следу феромона, и оплодотворяет ее. Оплодотворяет, забираясь в ее кокон. Даже в коконе специальная дырочка оставлена, куда потом должен пролезть самец.

А.Г. Потрясающе! Говоря про такое многообразие бабочек, все-таки можно как-то говорить об общем у бабочек? Судя по всему – нет.
О.Г. Конечно, можно. Во-первых, морфологически весь отряд отличается от остального многообразия насекомых наличием чешуек. Все бабочки имеют чешуйки на теле, крыльях. Хотя есть и другие насекомые, которые тоже имеют чешуйки, например, некоторые группы жуков слоников. Но они имеют иное происхождение и форму, а также представлены незначительным количеством. Это вторично видоизмененные щетинки. Но только бабочки имеют настоящий довольно плотный чешуйчатый покров, особенно заметный на крыльях. Хотя есть бабочки, крылья которых в той или иной степени лишены чешуек. Это бабочки-стеклянницы. Будьте добры, покажите, пожалуйста, слайды 21, 31 и 40. Это и есть те специальные бабочки, которых мы вкратце коснулись в начале передачи. У них, как вы можете видеть, задние крылья практически полностью прозрачные. Заметьте, они на бабочку даже не похожи. Это скорее какая-то оса. Что тоже очень интересно, так как стеклянницы считаются одним из ярких примеров мимикрии. Хотя тут множество вопросов возникает, ведь эволюционно перепончатокрылые, тем более жалящие, являются более молодой группой. И не совсем понятно, каким это образом более древний мог морфологически скопировать более молодой таксон.
В.М. Может, это семейство возникло позже?
О.Г. Может быть. Но в проблеме миметизма существуют такие пары видов, назовем их миметическими, которые распространены очень далеко друг от друга и никогда в процессе эволюции не встречались. Вернемся к слайдам. Да, с первого взгляда это оса, но это бабочка! Именно этой группой я занимаюсь уже более 20 лет.
В настоящее время в мировой фауне их известно где-то около полутора тысяч. Но это число, судя по подсчетам, которые я проводил, очень далеко от реального количества живущих в настоящее время видов. Вычисления эти довольно просты. В течение последних 13 лет я занимаюсь исследованием стеклянниц Вьетнама и оттуда описал около 40 видов. Сначала исследования из числа собранных видов практически все были новыми. В дальнейшем число новых видов стало уменьшаться, и теперь наступил такой момент, когда стало очень трудно собрать новый, еще не описанный вид. Для новой находки необходимо забираться очень далеко в джунгли или очень высоко в горы.
В России такая же ситуация. У нас есть регионы, где бабочки изучены достаточно полно, но и есть такие, где следует ожидать нахождение еще неизвестных для науки видов. Степень изученности также зависит и от семейства. Наиболее изученными в России следует считать некоторые группы дневных бабочек, бражников, сатурний, медведиц. Что касается стеклянниц, то даже на юге Европейской части, где еще сохранились степные участки или небольшие площади полупустынь или пустынь, живут виды, не имеющие названий! И такие красивые виды, что просто удивляешься, очень крупные для стеклянниц!

А.Г. Кроме чешуек, что еще объединяет всех бабочек?
О.Г. Хоботок. Сосущий хоботок, который именно такого строения имеется только у бабочек.
В.М. Многие его утратили уже вторично.
О.Г. Да, многие виды, даже роды и семейства его вторично утратили. У них основной стадией развития, которая поставляет энергию для существования вида, является гусеница. Вот как, например, у сатурний. Все представители этого достаточно большого семейства, обычно очень красивые, яркие и крупные бабочки, не имеют хоботка, то есть не питаются.

А.Г. Не питаются во взрослой стадии?
О.Г. Да, на стадии имаго или бабочки. Ну, а гусеница вот этого Attacus atlas, которого вы можете видеть в этой коробке, дорастает до размеров около 15 сантиметров, становясь толстой, как сарделька, имеет очень хороший аппетит и днем и ночью.
В.М. И тоже очень красивая.

А.Г. И насколько хватает запаса, который накапливается?
О.Г. На неделю, может, несколько больше. В первую очередь, это зависит от вида. Но и, как я заметил, от момента спаривания. Обычно в лабораторных условиях неоплодотворенные самки живут несколько дольше оплодотворенных. В природе же оплодотворение, обычно, происходит в первые сутки жизни самки, а яйца откладываются или разбрасываются в первые несколько суток. После этого задача продолжения рода выполнена, а бабочка должна быть утилизирована. То есть, задача самки заключается в скорейшем откладывании яиц. На продолжение жизни бабочки влияет также и пищевая специализация гусениц. Есть виды, гусеницы которых питаются одним или несколькими видами растений. Это монофаги или олигофаги. В этом случае самка должна отыскать необходимое кормовое растение и именно на него отложить яйцо. Гусеницы других видов питаются многими растениями или просто любыми. Самки таких бабочек, например, тонкопрядов, просто рассыпают яйца в полете, а гусеница уже сама находит то, что ей будет по вкусу.
В.М. И, кстати, некоторые сатиры.
О.Г. И сатиры тоже летают и в полете рассыпают яйца.

А.Г. А какие бабочки самые короткоживущие и самые долгоживущие?
О.Г. К долгоживущим бабочкам можно отнести наших траурницу, многоцветницу, крапивницу. Подмосковная траурница, например, живет 9-10 месяцев. В этом случае зимовка протекает на стадии имаго. То есть, взрослая бабочка проводит зиму где-нибудь в укромном местечке, как-то в подвале, под стрехой на даче, в лесу, в дуплах.

А.Г. При этом промерзает до минусовой температуры.
О.Г. Да, промерзает. В их гемолимфе или крови, а также в клетках в предзимовочный период образуются глицерины или многоатомные спирты, которые замещают воду.

А.Г. Антифриз такой.
О.Г. Да, природный антифриз. Этот антифриз не позволяет жидкости в клетках тела кристаллизоваться и их разрушать. Весной с наступлением теплых дней бабочки покидают свои укрытия, активно летают, посещают первые цветы в поисках нектара. Далее происходит спаривание, опять питание некоторое время и, наконец, откладка яиц. Отродившиеся гусеницы питаются, окукливаются и опять вылетают бабочки. В благоприятные годы эти бабочки могут дать дополнительную генерацию, имаго которой опять уйдет на зимовку. Кстати, в этом году в связи с холодным летом, у нас под Москвой, например, павлиний глаз ушел на зимовку уже где-то во второй половине августа. Это не характерно для этого вида в нашей полосе.
Обычно их можно наблюдать на цветах до середины сентября. Выйдут они только где-нибудь в апреле. Но если весна будет теплая, то в конце марта. То есть бабочка будет жить практически с июля до апреля. А это 9 месяцев!
В.М. Причем еще есть перелетные бабочки, которые перелетают на зимовку, как птицы.
О.Г. Да, такие примеры встречаются и в нашей фауне. Это, например, репейница или некоторые бражники.
В.М. Vanessa cardui.
О.Г. Да, репейницы. Они в основном живут в Аравии, на Ближнем Востоке.
В.М. Кстати, даже нельзя сказать, это наша бабочка или нет, потому что она размножается и у нас, и в Аравии, где она дает несколько поколений в течение зимы. С ними, т.е. мигрантами, связана вообще фантастическая, на мой взгляд, загадка. Я не знаю, как ее разгадать и когда она будет разгадана. А загадка эта заключается в том, каким образом эти бабочки находят дорогу домой?
В Северной Америке живет знаменитая бабочка Монарх или Danaus plexippus. Кстати, в фауне бывшего Советского Союза, а именно, в Туркмении и на юге Закавказья, встречается его ближайший родственник – Хризипп или Danaus chrysippus, который также совершает ежегодные миграции, но не столь грандиозные. Так вот, в Северной Америке существует 2 популяции Хризиппа. Одна занимает западную часть Северной Америки, другая – восточную. На зиму бабочки обеих популяций летят на юг зимовать. Причем сбиваются в стаи, иногда многими тысячами, и даже десятками тысяч. Западная популяция зимует в Калифорнии, что известно не один десяток лет. Там даже организован специальный заповедник. И в этом заповеднике несколько деревьев вместо листьев зимой покрыты бабочками.
С другой стороны, долгое время никто не мог понять, куда она девается. Бабочки этой популяции на зиму летят вдоль восточного побережья Америки, достигают Невады и там куда-то исчезают в пустыне. И много, много лет исследователи пытались найти место ее зимовки, но не могли. Но американцы, как известно, очень интересуются своей природой, поэтому были выделены средства. Были арендованы самолеты, которые следили за этими бабочками, и, в конце концов, обнаружилось, что они улетают в Мексику. Там на высокогорном плато на высоте около 3000 метров, в небольшом лесном районе была обнаружена долина монархов, где, по подсчетам энтузиастов, ежегодно собирается до 18 миллионов бабочек! Пару раз мне доводилось видеть это незабываемое зрелище! Это было недалеко от Сан-Франциско. Там город скупил у частников несколько деревьев, которые являются зимним пристанищем бабочек, огородил их, поставил дежурного – простого любителя бабочек, который посетителям рассказывает об этих бабочках. Но близко к этим деревьям подходить нельзя.
О.Г. Чтобы не пугали.
В.М. Я там бывал в октябре, когда они только начинали прилетать. И что интересно, там даже специальная местная газета выходит, которая называется «Монарх». Недалеко построена гостиница «Монарх». Множество всяких сувениров, значков с бабочками. Город живет, по-моему, за счет этих бабочек…
О.Г. За счет популяции.
В.М. Да, за счет этой популяции. Осенью у них проходит фестиваль. Школьники устраивают спортивные соревнования и музыкальные вечера в честь прилета монархов. Когда я посетил этот городок, то в местной газете прочел заметку: «Вчера прилетело 5000 монархов». Конечно, я думаю, никто их не считал.

А.Г. Есть какие-нибудь гипотезы, которые объясняли бы, как они находят дорогу?
В.М. Да нет. Я не знаю, во всяком случае.
О.Г. Я тоже не знаю.
В.М. Дело в том, что у птиц родители учат своих птенцов. Бабочки-то своих родителей не знают.
О.Г. Не знают, конечно.

А.Г. То есть, это должна быть генетическая программа.
В.М. Да, но в то же время мы знаем, что генетика хорошо объясняет всякие структурные вещи, а поведенческие… Я не знаю, где и как они хранятся в генетической памяти.
О.Г. Вот загадка.
В.М. Из наших, так сказать, «перелетных» бабочек вы назвали…
О.Г. Репейницу, вьюнкового бражника.
В.М. «Мертвую голову» даже под Москвой находили…
О.Г. Не только, даже под Ленинградом, Санкт-Петербургом. Эта бабочка относится к тропическим видам, широко распространенным в тропиках Старого Света. Кроме своего мистического рисунка на груди она известна и в качестве очень активного мигранта. Практически ежегодно она совершает значительные перелеты, откладывая по пути яйца на всевозможные пасленовые. И вообще, эта бабочка очень интересна.
В.М. Гусеница этой бабочки живет на картошке.
О.Г. Да, кормовым растением гусениц в наших краях является картошка, но не клубни, а только листья. Но имаго, взрослая бабочка, питается медом. Где и как она может его найти? Она это знает! В улье у пчел. Но пчелы не очень охотно делятся своими запасами меда. Так вот, в процессе эволюции взрослые бабочки выработали способность имитировать звуки пчелиной матки, которая еще находится в куколке, но уже готова ее покинуть. Бабочка, заползая за медом в улей, издает такие звуки, тем самым обманывая пчел. Своим коротким, но очень крепким хоботком она прокалывает соты и пьет мед. Но иногда пчелы все равно распознают непрошенного гостя и убивают его. Например, на побережье Черного моря в районе Туапсе или Сочи каждый пасечник знает эту бабочку, ведь ежегодно он находит их мертвые тела в своих ульях.

А.Г. Фантастика. То есть это пример звуковой мимикрии.
О.Г. Да, совершенно верно! Но, к сожалению, эти бабочки не способны выжить в условиях нашего климата, так как развитие этих бабочек протекает без зимней диапаузы. Отродившиеся в конце лета гусеницы окукливаются в конце сентября или в октябре. Бабочка выходит из куколки недели через 2-3, но в это время уже и очень холодно, и отсутствует кормовое растения.
В.М. Поскольку вы заговорили о звуках, я хотел бы вас немножко перебить и рассказать вот что. Есть очень интересное, сравнительно недавно открытое явление. Я хочу сказать о некоторых бабочках, родственниках тех, которым посвящена вот эта только что вышедшая из печати специальная книжка. Она о бабочках-медведицах бывшего Советского Союза. Так вот, в Северной Америке группа ученых исследовала взаимоотношение некоторых видов медведиц с летучими мышами. В природе именно летучие мыши являются их главным врагом.
О.Г. Потребителем…
В.М. Да, потребителем. Медведицы – ночные бабочки, и летучие мыши их активно ловят. А ловят, как вы знаете, конечно, с помощью сонаров, ультразвуковых локаторов. Они испускают ультразвук и по отражению возвратного импульса определяют расстояние до бабочки. Так вот, есть, оказывается, целая группа ночных бабочек, которые слышат эти звуки и посылают в ответ свои звуки, которые дезориентируют врага.

А.Г. Такой антисонар.
В.М. Они посылают звук не в то время, когда ответ должен к ней вернуться.

А.Г. Создает помеху и сбивает с толку.
В.М. Да. И мышка сбивается с толку. Но мало того. Это, так сказать, один факт, который очень трудно объяснить, – как это бабочки до этого додумались. А есть еще один очень интересный факт. Оказывается, есть, это известно среди медведиц, ядовитые бабочки. Они содержат ядовитые вещества, например, синильную кислоту, и их не могут потреблять ни птицы, ни летучие мыши. Это своеобразная защита от хищников. Но все-таки заранее летучая мышка не знает, ядовита эта бабочка или нет. Так вот, эти бабочки издают серию ультразвуковых сигналов, на которых обучаются мышки. Она один раз попробует, и больше уже не будет их ловить, поскольку знает, что если такой звук исходит, значит, эта бабочка ядовитая. Так бабочка предупреждает летучую мышку: «Меня не тронь, я невкусная, ядовитая». Но это еще не всё.

А.Г. А с помощью чего они издают звуки?
В.М. У них на спине есть специальные щетинки, которые настроены на генерацию ультразвука определенной частоты.

А.Г. Это какая-то фантастика!
В.М. Но этого мало. Оказывается, есть вполне съедобные бабочки, которые научились издавать такие же звуки. И вообще, у бабочек существует свой собственный мир. Они общаются и между собой, и с летучими мышками разговаривают. Я даже видел статью в одном американском журнале «О чем медведица разговаривает с летучими мышами». В лабораториях даже проводились многочисленные опыты с искусственными моделями. Например, бабочка отвечала на ультразвуковой сигнал, записанный и произведенный на магнитофоне. Также, оказывается, во время спаривания самец и самка между собой переговариваются.
О.Г. Будьте добры, картинку номер 5. Здесь сфотографированы две горошковые белянки. Снизу самец, а сверху самка. Я наблюдал их минут пять. Они сидели друг напротив друга, и антеннами трогали друг друга. По идее они должны были спариваться, но они только так «поговорили» и разлетелись.
В.М. Не договорились…

А.Г. Да, программы не совпали…
О.Г. Да, как-то это было очень удивительно. А ведь мне было интересно сфотографировать именно процесс копуляции. Они были спокойны, меня не видели, потому что я не подходил близко. Но о чем они говорили? Это было очень занятно: сидят две бабочки и ощупывают друг друга антеннами. Кстати, такое явление наблюдается и у медведиц.
В.М. Возможно, у бабочек существуют какие-то специальные методы распознавания видов. Например, многие виды бабочек очень похожи друг на друга, мы даже не умеем их определять. Я думаю, что еще много видов выделят на основе этологии, особенно сексуального поведения.
О.Г. Да, существует множество видов-двойников, которые морфологически практически неотличимы друг от друга.
В.М. Которые не отличаются ни внешне, ни по строению генитальных структур. А вот бабочки друг друга узнают. Происходит это, как я думаю, во-первых, с помощью видоспецифических феромонов или половых запахов. И, кроме того, с помощью полового поведения или брачного танца. Если бабочка станцует не так, то партнер ее не примет.
О.Г. Кстати, о феромонах. Стеклянницы как раз являются очень хорошим, вообще, наверное, самым разработанным объектом. Во-первых, они, несмотря на то, что относятся к большой группе ночных бабочек, летают днем, исключительно днем. А встреча полов у них происходит на основе только феромонов, т.е. химической коммуникации. Пожалуй, два десятка лет, и даже несколько больше, и в Соединенных Штатах Америки, и в Японии, и в Европе, особенно в Германии, целые институты работают над изучением структуры феромонов и проблем химической коммуникации. Было установлено, что у стеклянниц, как и у некоторых других бабочек, половые феромоны состоят из высокомолекулярных, 18-атомных, ненасыщенных спиртов и их ацетатов. И, что очень важно, они в большинстве случаях являются видоспецифическими. Зная структуру полового феромона, можно определить вид, для которого он характерен.

А.Г. Классификация осуществляется по феромонам?
О.Г. Скорее, феромоны являются одним из вспомогательных инструментов в классификации. Хотя случаются и казусы. Я во время полевых исследований очень часто пользуюсь синтетическими феромонами, но иногда мне удается наблюдать и действия натуральных половых аттрактантов, которые продуцируют только что отродившиеся, т.е. неоплодотворенные самки. Такую свеженькую самку в небольшом садке я выношу в биотоп, где этот вид встречается, и отлавливаю подлетевших самцов. Так вот, иногда к такой самке прилетают самцы и другого вида, и даже рода! В этом случае копуляция исключается по причине того, что на близком расстоянии включаются уже не химические распознавания вида, а визуальные, т.е. при близком контакте полов включаются другие рецепторы. В нашем случае – это глаза, которые у стеклянниц очень хорошо развиты. Таких случаев в моей практике было много. Иногда даже прилетало не 2 вида, а больше.

А.Г. Близкие феромоны?
О.Г. Да, близкие феромоны, но виды совершенно разные. И это тоже очень интересно для понимания механизмов эволюции химической коммуникации. Кроме этого, знание структуры феромона важно и с чисто хозяйственной деятельности человека. Как это не покажется странным, но многие виды стеклянниц являются серьезными вредителями различных хозяйственно важных растений. Так, в США некоторые виды серьезно вредят персикам, яблоням и винограду. В Японии – винограду, хурме и, что очень заметно, сакуре – символу страны. В России также имеются виды, которые наносят ощутимый вред смородине и малине. К примеру, на каждой даче в Подмосковье, где растет хотя бы один куст смородины, можно обнаружить смородинную стеклянницу. В целом, гусеницы стеклянниц приносят ежегодного ущерба на многие миллионы у. е. В Японии я видел целые плантации винограда, полностью уничтоженные тремя видами стеклянниц!
Традиционные же методы борьбы, а именно, химические обработки, с этими вредителями малоэффективны, т.к. гусеницы стеклянниц, а именно они являются вредителями, живут внутри растения: в корне, стволе, ветвях или в лиане. Единственный метод снижать численность, а отсюда и наносимый материальный ущерб – это проводить изъятие самцов из популяций.
Для этого используются различной конструкции феромонные ловушки, которые заправляются искусственно синтезированными половыми аттрактантами. В этом случае, не дождавшись самца, самка начинает откладывать неоплодотворенные яйца. Но для этого необходимо знать точную структуру феромона именно интересующего нас вида. Эта задача не из легких и требует очень больших материальных вложений. К сожалению, в России такие работы не проводятся уже более 10-и лет, но стеклянницы и другие вредители живут и продолжают свое вредное дело.
В.М. Я хотел в связи с этим добавить, что в старое время, в 70-80-х годах в Советском Союзе были синтезированы феромоны сибирского шелкопряда. Со спутников отслеживались места массового размножения, которые выглядели рыжими пятнами на зеленом ковре сибирской тайги. Дальше с помощью самолетов над этими местами распылялся феромон, который заполнял своим запахом весь участок тайги. В результате самцы не могли найти самок, т.к. они, вернее, их запах, были везде, что не позволяло точно определить месторасположение самки.

А.Г. И их численность резко снижается.
В.М. Да, численность снижается в тысячи раз.

А.Г. Я вижу некий парадокс. Вы сейчас говорите о том, как уничтожать бабочек, вредных для сельского или лесного хозяйства, а на столе лежат две Красные книги… По идее-то вы должны говорить о защите, нет?
О.Г. Да, мы принесли две Красных книги – России и Московской области. Как известно, первые варианты Красных книг включали в себя только млекопитающих, птиц, земноводных, пресмыкающихся и рыб, т.е. только позвоночных животных. Главным критерием включения в Красную книгу была, что является совершенно верным, реальная численность вида в природе. Таковым он является и для современных вариантов этих книг. Но в последние стали включать и насекомых, среди которых бабочки занимают первое место по количеству.

А.Г. И для всех используются одни и те же критерии.
О.Г. Совершенно верно. Критерии включения одни и те же. Но, если, например, численность дальневосточного леопарда известна до единицы…
В.М. Там их десятки экземпляров…
О.Г. Да, несколько десятков. И чуть ли не каждый имеет свое имя, и его изучают несколько исследователей, то, к сожалению, ни для одного вида бабочки, которая включена в Красную книгу Москвы и Московской области, да и России в целом, никто и никогда не проводил никаких учетов численности!

А.Г. А на основании чего тогда вид включается в Красную книгу?
В.М. Мы не знаем.
О.Г. На основании чего – это очень интересный вопрос. Но ответа мы никогда не получали, хотя неоднократно заостряли эту тему как на заседаниях Московского общества испытателей природы, так и на Ученом Совете нашего института.
В.М. Все аполлоны включены в Красную книгу, например.
О.Г. Да, но эти виды в природе очень обычны, даже многочисленны! В местах их обитания в определенное время их летает столько, что кажется, что это не бабочки, а летний снегопад.
В.М. Их просто мало в коллекциях, потому что добраться в те места, где они летают, не так просто. Поэтому в коллекции, скажем, Зоомузея МГУ их мало, вот авторы их и включили.
О.Г. Да, как раз о численности. Ради Бога, давайте их включим. Конечно, если вид находится на грани уничтожения или ему что-то угрожает, его обязательно надо включать в Красную книгу. Но для этого необходимо провести необходимые полевые исследования.
В.М. Надо подсчитать их численность…
О.Г. Да, это же очевидно. Но никто никогда этого не сделал ни для одного вида бабочек.
В.М. Я бы хотел два слова сказать о численности как раз бабочек. Многие считают, что бабочек очень мало, потому что их мало видно. Дело в том, что бабочки не любят показываться-то зря. Вы можете долго бродить по какой-то определенной территории, и вам будет казаться, что там очень мало бабочек, а на самом деле там их может быть очень много.
О.Г. Ведь бабочка, вернее, любой вид бабочки, это и яйца, и гусеницы, и куколки.
В.М. А гусеницы имеют еще и несколько возрастов, и их может оказаться там очень много. Вообще, для чего природа сделала бабочек?

А.Г. Хороший вопрос.
В.М. Дело в том, что вся жизнь на Земле существует за счет солнечной энергии. Все другие источники, включая ядерную энергию – в конце концов, ничтожны по сравнению с солнечной энергией. Но потреблять солнечную энергию мы не умеем. Если мы загораем, то у нас все равно аппетит не пропадает.
О.Г. И не только мы, а, в общем, все живые существа, кроме…

А.Г. Все, кроме растений.
В.М. Только растения потребляют солнечную энергию. И только растения с помощью солнечной энергии умеют преобразовывать неорганические вещества в органические – белки, жиры, углеводы. Но эти растительного происхождения органические вещества не съедобны для большой группы животных, в частности, для хищных животных. Для них нужны белки животного происхождения. Так вот, природа создала бабочек для того, чтобы переработать растительные продукты в продукты животные. И сделать солнечную энергию доступной для верхних этажей пирамиды пищевых цепей, на которых располагаются хищные насекомые, птицы, пресмыкающиеся и другие хищники. Существует огромное количество потребителей бабочек.

А.Г. То есть, бабочки являются кормовой базой.
В.М. Очень обобщенно: природа разводит бабочек на корм другим животным. Но она и заботится о том, чтобы вид не пропал. И в связи с этим я скажу о двух типах морали. Некоторые люди не любят этого, но я скажу. Есть человеческая мораль, т.е. христианская, коммунистическая и другие, которая говорит, и совершенно правильно говорит: не убий. Потому что каждый человек – это есть совершенно своя Вселенная. Это огромный набор знаний, мировоззрений. В общем, каждый человек неповторим. И поэтому «не убий», потому что вы уничтожаете целый мир, целую вселенную, убив человека.

А.Г. Но, однако, мы обладаем способностью уничтожать себе подобных.
В.М. Это уже другой вопрос, здесь о нем не будем говорить. Но я хочу сказать вот о чем: какова мораль в природе? Она совершенно другая. Она считает за единицу не индивидуум, а считает за единицу вид (или подвид). И поэтому она стремится сохранить вид. А поскольку виды живут действительно в виде отдельных популяций, значит, она стремится сохранить эти популяции нетронутыми. Но как это сделать? Ведь, как нам известно, потребителей-то, например, бабочек, огромное количество.
О.Г. И все хотят кушать…
В.М. Да, и поэтому бабочки откладывают сотню яиц, 500 яиц, тысячу яиц…
О.Г. 10 тысяч, 20 тысяч…
В.М. В Австралии известен тонкопряд, у которого одна самка откладывает 28 тысяч яиц.
О.Г. Но из этих 28 тысяч отложенных и развивающихся яиц должна родиться только одна пара бабочек, а все остальные экземпляры, включая гусениц, куколок и имаго, должны быть съедены.
В.М. Потому что равновесие будет только тогда, когда из пары остается пара. Как этого добиться? Ведь, как мы уже знаем, врагов-то огромное количество. Они же не будут считать – ага, осталась только пара, значит, всё, мы больше есть не будем. Нет такого.
Как природа решает эту проблему? Она решает это огромной численностью «жертв». В этом случае, а именно, когда какое-либо явление включает взаимодействие многочисленных факторов, то для его описания можно пользоваться методами математической статистики. Например, законом распределения вероятностей Гаусса. Так вот, представьте себе, что бабочка отложила сто яиц. Какова же вероятность того, что будет съедено не больше 98? Так вот, статистика говорит, что вероятность этому на уровне 67% будет равна корню квадратному из этой величины, т.е. корню из 98, или, грубо говоря, из ста, что равняется десяти. Но это вероятность сохранения всего 67 процентов. Если вы хотите, чтобы вероятность сохранения была больше, то надо значительно большее количество яиц. Так, при погрешности, скажем, 90 % – это уже два корня квадратного из N, где N – это количество потомков.

Если вы хотите, чтобы популяция существовала не один год, а, скажем, тысячу лет, то вероятность такого исчезновения следует снизить до одной тысячной. Это хорошо видно на графике 2. На нем показаны результаты математического моделирования. По диагонали вверх идет линия – это численность вида или популяции. Это просто N, какое-то число произвольное, а пунктирными линиями показаны значения квадратного корня из N, эта погрешность. Вот там, где погрешность станет гораздо меньше N, там можно считать, что вид может существовать долго. Значение R – это коэффициент воспроизведения. Скажем, если у кого-то пять потомков, то популяция из 30, 50 или 40 особей может быть устойчивой. Это в расчете на сто лет. Значит, в течение ста лет она может быть устойчивой. Но это для животных с незначительным R…
О.Г. Для крупных млекопитающих, например.
В.М. Да, совершенно верно. Поэтому популяция крупных животных может состоять из небольшого количества экземпляров и быть устойчивой. В частности, небольшая популяция леопарда в 5-100 особей может быть вполне устойчивой, если не придет туда охотник и не начнет их истреблять. Но если численность упадет ниже этой точки пересечения, т.е., по сути дела, минимальной численности популяции, то эта популяция исчезнет уже сама собой без всякого вмешательства. Просто за счет случайных колебаний численности.
Но, скажем, для бабочек численность в 400 единиц недостаточна. Должна быть, по крайней мере, в несколько тысяч. Но это в какой-то конкретной популяции, причем это только количество самок, которые отложат яйца. В действительности, эту величину следует удвоить за счет самцов, каковых должно быть примерно такое же количество. И плюс к этому не все самки отложат яйца, их тоже съедят, уже во взрослом состоянии. То есть реальная численность должна быть еще гораздо больше. Причем это рассчитано на 100 лет, что для вида составляет просто миг. Потому что виды существуют не тысячи, не сто тысяч лет, миллионы лет. Известные дальневосточные или закавказские популяции брамей существуют, по-видимому, более пятидесяти миллионов лет.
О.Г. Я бы сказал больше ста тысяч, уж это точно…
В.М. Тот факт, что эти бабочки, два разных, но родственных вида, встречаются на Дальнем Востоке и в Талыше, говорит о том, что когда-то они имели общего предка, имеющего сплошной ареал. Но по палеонтологическим данным, тропические и субтропические леса между этими двумя регионами исчезли несколько миллионов лет тому назад. Именно тогда и произошла изоляция этих популяций, приведшая к образованию двух видов. Но бабочки существуют и поныне. Это может происходить только в том случае, когда эти виды обладают способностью к колоссальному воспроизводству. Их численность должна быть огромна! Кстати, эти виды занесены в Красные книги. Я наблюдал брамею в Ленкорани, что на юге Закавказья…
О.Г. А я и в Ленкорани, и в Приморье.
В.М. А в Приморье вообще говорить нечего, там экран, когда на свет ловишь, был покрыт сплошным ковром из этих брамей!

А.Г. То есть, если вид существует, значит, численность вида достаточна для того, чтобы вид существовал. Следовательно, сам факт существования вида должен уже говорить о том, что его не надо заносить в Красную книгу – если говорить о бабочках, а не о леопардах.
В.М. У меня есть еще одна математическая модель, которая позволяет рассчитать численность. Покажите, пожалуйста, схему номер 1. Здесь указана величина колебания численности популяции в зависимости от начальной численности и плодовитости в течение 100 лет. К сожалению, мощность моего компьютера недостаточна, чтобы, скажем, реально взять начальную численность. Но все равно это выглядит весьма достоверно. Так, при начальной численности популяции в 50 экземпляров и при плодовитости также в 50 колебания численности в течение 100 лет очень значительные. За это время исчезло 60% популяций, то есть, из 5 – 3 вымерло. Но это, напомню, расчет на 100 лет. Реально же популяции (виды) существуют значительно дольше. Если бы я рассчитал, что популяция должна существовать 100 тысяч лет, то все эти значения численности должны бы возрасти в огромное число раз. И видите, какие колебания численности происходят просто за счет чисто случайных причин.

А.Г. Да, от 160 в один год до буквально 40 – в последующие.
В.М. А ведь это просто пример. Покажите еще график 3. Тут показана вероятность выживания вида при разной численности популяции. Если количество потомков равно численности популяции, N равно R, то видно, что если популяция маленькая, например 10 особей, то она вымирает сразу. Если популяция 200, она еще немножечко живет. В связи с этим очень уместно здесь упомянуть Библию, где сказано, что Ной сохранил все живое на Земле, взявши в ковчег по паре живностей. Кстати, там есть разногласия. Если вы посмотрите (я специально смотрел) – на одной странице указано, что «каждой твари паре», а на другой – «чистых семь пар, а нечистых – по паре».

А.Г. Ну, при таких цифрах и нечистые тоже не сохранились бы…
В.М. Я специально поставил в свои расчеты число – пару, сделал сто прогонов, и только в одном случае популяция продержалась 13 лет. Она могла бы продержаться гораздо дольше, но с уверенностью можно сказать, что из одной пары мы популяции не сделаем. Но, конечно, тогда были другие времена. Да и с Божьей помощью все возможно.
Но с точки зрения науки сейчас можно сказать, что такие популяции не жизнеспособны. Хотя существуют исключения, которые только дополняют показанные расчеты…

источник

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...