Фототаксис насекомых — Википедия
Фототаксис насекомых (от др.-греч. φως / φωτος — свет и τάξις — строй, порядок, расположение по порядку) — свойство насекомых ориентироваться и двигаться по направлению к или от источника света[1]. Существует как положительный фототаксис (движение происходит в направлении к источнику света), так и отрицательный фототаксис — движение происходит в противоположном направлении[2][3].
Фототаксис часто проявляется у насекомых[3]. Наиболее обычным его примером является прилёт многих насекомых ночью на источник света или уход в дневное время ночных видов в укрытые тёмные места[4].
Природные источники света — Солнце, Луна, отражающая несколько изменённый тот же солнечный свет, свечение верхних слоев атмосферы, заметное только в ночное время, а также свет звёзд. Жизнь насекомых целиком адаптирована к данным источникам света, интенсивность излучения которых у земной поверхности является регулярным (то есть для насекомого она не имеет градиента), а их изменения подвержены определенным закономерностям. Суточные изменения освещенности характеризуются регулярностью, так как происходят по астрономическим причинам.
Уровень освещенности прежде всего зависит от высоты Солнца над горизонтом и является определяющим фактором для способности насекомых к полёту. Насекомые обычно не летают, если они не способны различать окружающие предметы, которые могут быть препятствием на траектории полёта[5]. Снижение освещенности вплоть до сумеречной является практически непреодолимым препятствием для полета большинства видов дневных насекомых. Ночные же насекомые обладают способностью к полету даже при крайне низких уровнях освещенности благодаря особым приспособлениям в строении их зрительного аппарата
Положительный либо отрицательный фототаксис зависит от вида насекомого и его
образа жизни. Помимо этого, реакции на свет определяются возрастом и физиологическим
состоянием, температурой и влажностью окружающего воздуха, временем суток, сезоном, а также уровнем нервного возбуждения самого насекомого[3]. Одни виды всегда демонстрируют положительный фототаксис (бабочки кольчатого шелкопряда Malacosoma neustria), другие — нейтральны по отношению к свету (жуки-кожееды рода Anthrenus) или же всегда демонстрируют отрицательный фототаксис (многие ночные жуки-чернотелки). Определенная связь между реакцией на свет и временем активности отсутствует
Личинки комнатной мухи обладают отрицательным фототаксисом и уходят с света, при этом взрослые мухи характеризуются положительным фототаксисом и наоборот летят к свету. Во время плавания многие водные насекомые, например нимфы подёнок, сохраняют дорсовентральное положение тела (правая сторона кверху), ориентируясь на лучи идущего сверху света
Ночные бабочки, прилетевшие к световой ловушке. Бруней 
Лёт насекомых на свет — парадоксальное явление. Так, летящее насекомое, увидев источник искусственного света, поворачивает к нему и приближается. Поблизости от источника света у насекомого часто нарушаются ориентация и координация движений[5].
На свет летят представители почти всех современных отрядов насекомых с разнообразной экологией и образом жизни. В первую очередь, это насекомые активность которых протекает в сумерках и ночью, но иногда к источникам света могут также прилетать и типично дневные виды. Прилёт дневных насекомых ночью к источникам искусственного света обычно объясняется тем, что они ранее оставались вблизи от источника света ещё с вечера либо что-то их потревожило. В опытах на дневных насекомых, находящихся в садке и принявших ночью позу «сна» — например, дневные бабочки: траурница, павлиний глаз, будучи потревоженными механическим подталкиванием, летят на свет вместе с ночными бабочками
В целом лёт на свет не ограничен исключительно ночным временем. На свет искусственных источников, обладающих УФ-излучением, в дневное время под пологом леса прилетает большое количество мелких дневных насекомых[7].
В опытах дневных насекомых днем выпускали в комнату с занавешенными окнами и горящей лампой. Насекомые летели на свет лампы аналогично тому, как и ночные насекомые в ночное время. Во время полного солнечного затмения днем на свет летят как сумеречные, так и активные в дневное время насекомые
Если источник искусственного света располагается недалеко от водоёма, то к нему в большом количестве прилетают насекомые, связанные с водой: подёнки, ручейники, а также обитающие в воде водные клопы и жуки. В случае, когда источник света помещается под водой или у ее поверхности, то на свет приплывают имаго и личинки водных жуков (плавунцов и водолюбов), личинки комаров, стрекоз и подёнок.
Приход нелетающих видов насекомых к источникам искусственного света наблюдается гораздо реже. Отмечено появление у ламп рабочих особей муравьев, бескрылых самок ос-тифий, нелетающих жужелиц, нелетающей самки усача Комарова
Количество насекомых, прилетающих к одному источнику света за одну ночь варьирует. Так в средних широтах, оно может достигать тысяч, а в тропиках — десятков тысяч особей. Порой
лёт отдельных видов или групп видов может носить массовый характер. В Южной Америке
прилетающие на свет фонарей бабочки массово могут повисать на проводах, что нередко приводит к их обрыву. Известен случай вынужденной остановки поезда около Феодосии из-за громадных количеств жужелиц Ophonus calceatus, покрывших собой железнодорожные пути, освещенные фонарями
Траектория полёта насекомых поблизости от источника света обычно представляет собой сложную ломаную кривую. Часто происходит нарушение координации движений и насекомые иногда падают на землю.
Насекомые привлекаются не только точечными источниками света, но и освещенным экраном. Насекомые не летят в сторону Луны или Солнца, хотя возможен их лёт в сторону утренней зари. Для некоторых насекомых особенно привлекательно УФ-излучение. Спустя некоторое время после прилета к источнику света насекомые могут покинуть освещенную зону[5].
Насекомые, занимающиеся какой-либо деятельностью, например питанием, длительное время могут находиться поблизости от источника искусственного света, никак не реагируя на него. Например, линейчатые бражники на плантациях жасмина в условиях низкой сумеречной освещенности продолжают кормиться на цветах, не реагируя на находящиеся поблизости кварцевые лампы. Их лёт на свет начинается, когда природная освещенность становится уже настолько низкой, что они не могут находить нектар на цветках
Причины лёта на свет[править | править код]
Поиск научных причин лёта на свет ночных насекомых привлекает внимание исследователей с XIX века. За обозримый научный период изучение лёта насекомых на свет, послужило основой для публикации более чем 2,5 тысяч публикаций, преимущественно статей и заметок[10].
Существует ряд гипотез, которые пытаются объяснить явление лёта насекомых на свет
Одна из самых первых принадлежит биологу Жаку Лёбу. В 1924 году он обратил внимание на взаимосвязь между тонусом конечностей насекомых и потока света, падающего на их глаза. С помощью экспериментов он показал, что освещение левого глаза приводит к увеличению тонуса мышц с правой стороны и наоборот. Соответственно, увеличение тонуса вызывает к более энергичной работе мускулатуры с неосвещенной стороны, в результате чего насекомое поворачивается к источнику света (тропотаксис). Однако, в современных опытах насекомые, у которых один глаз замазывали непрозрачным лаком, в результате более высокого тонуса конечностей с одной стороны тела, описывали круги плоскости (т. н. манежные движения). Но, спустя некоторое время ослепленное на один глаз насекомое переставало двигаться по кругу и начинало вести себя так, будто у него сохранились видящими оба глаза — они летели к источнику света подобно насекомым с двумя функционирующими глазами. Таким образом, механизм, описанный Лёбу, недостаточен для объяснения привлечения насекомых к источниками искусственного света. Он не позволяет обосновать почему насекомое, прилетевшее к источнику искусственного света, со временем может покидать освещенную зону, а также обосновать особую привлекательность ультрафиолетового излучения, чувствительность глаз насекомого которому не является сильно высокой. Также в дикой в природе насекомые летают под различными углами по отношению к свету от Солнца и Луны и не поворачивают к этим источникам света, как должно было бы быть на основании механизмов Лёба
Схематическая траектория летящего на свет насекомого, сохраняющего постоянный̆ угол к лучам света (логарифмическая спираль).Другая гипотеза была предложена Вольфгангом Будденброком в 1917 году[11]. У насекомых иногда может наблюдаться менотаксис — движение под определенным углом к лучам света. Насекомое легко осуществляет это, сохраняя изображение источника света в одном определённом или нескольких омматидиях своего глаза. Если насекомое движется, ориентируясь при этом по свету Солнца или Луны, которые считаются параллельными друг другу, то направление его движения является прямой линией. Но при попытке сохранить постоянный угол по отношению к радиально расходящимся лучам искусственного источника света, направление движения неизбежно подвергается искривлению и превращается в логарифмическую спираль[11]. В результате этого насекомое неизбежно движется к источнику света[11]. Случайные отклонения и повороты при этом не меняет окончательного итога[10]. Однако, данная теория также не объясняет привлечение насекомых не только точечными источниками света, но и «экраном», а также почему прилетевшие насекомые могут потом улететь от источника света. Менотаксическая ориентация по лучам Солнца и Луны возникает только в особых случаях. Обычно же насекомые в природных условиях пользуются различными наземными ориентирами, обследуют привлекающие их предметы, а направление движения их полёта обычно представляет собой сложную и относительно беспорядочную кривую[5].
Отечественные энтомологи Борис Николаевич Шванвич и Григорий Яковлевич Бей-Биенко объясняли лёт ночных насекомых на искусственный свет следствием «светокомпасной ориентации», беря в основу гипотезу Будденброка. Они указывали на то, что для целого ряда насекомых выявлено изменение движения в зависимости от направления солнечных лучей, то есть ориентация по т. н. «солнечному компасу». Принцип явления заключается в том, что угол падения лучей на те или иные участки сложного глаза сохраняет свое постоянство на протяжении какого-то периода времени; прерванное движение возобновляется под тем же углом, но ввиду перемещения Солнца направление движения изменяется на то же число градусов[12][13].
Наиболее четко сформированная эколого-поведенческая теория, объясняющая лёт насекомых на свет была предложена Георгием Александровичем Мазохиным-Поршняковым в 1960 году[14]. Согласно ей свет является наиболее универсальным индикатором открытого пространства. Особую роль играет ультрафиолетовое излучение, практически не отражаемое наземными предметами, кроме водной поверхности. Случайно залетевшие в помещения насекомые, пытаясь найти выход из замкнутого пространства, часто бьются в стёкла окон. Ночью на освещенном экране насекомые ведут себя аналогичным образом. Ночью попадая в луч света, насекомое начинает воспринимать окружающую его темноту в качестве замкнутого пространства и, пытаясь найти выход из него, летит на свет[14]. Эта теория также не объясняет, как насекомое прилетевшее к источнику света, может вновь улететь от него, а также почему не происходят подобные нарушения поведения под влиянием лунного света. Помимо этого, не все особи одного и того же вида, при попадании в освещенное пространство изменяют своё поведение[5].
В 1967 году Владимир Борисович Чернышёв выдвинул гипотезу о том, что лёт насекомых на свет представляет собой сложное многоступенчатое явление, причем во время каждого этапа работают свои механизмы. Очевидно, что насекомые в поисках благоприятной для освещенности ориентируются по градиенту света. Для насекомого, выходящего из своего укрытия, свет является индикатором выхода в открытое пространство. После выхода насекомого в зону с благоприятной для него освещенностью, оно начинает питаться, искать полового партнера, место для откладывания яиц и т. д. Если же насекомое мигрирует, то для него более выгодно прямолинейное направление движения, которое легко поддерживать при сохранении угла определенных омматидием глаза к лучам света. Мигрирующее насекомое может избрать в качестве ориентира искусственный источник света. В этом случае оно неизбежно приближается к нему, причем на достаточном расстоянии от источника направление движения насекомого будет относительно близким к прямолинейному и начнет резко искривляться только в случае приближения к лампе (теория Будденброка). Солнце, как и ночное небо является источником УФ-излучения, поэтому вероятно, что в качестве ориентира насекомым будет избран источник, излучающий ультрафиолет. Второй этап начинается при приближение насекомого на расстояние 30-10 м к источнику света. Используя в качестве ориентира естественный источник света, насекомое при движении в его сторону сталкивается с тем, что создаваемая им освещенность не изменяется. При приближении насекомого к искусственному источнику света освещенность резко возрастает, особенно на близком расстоянии от него. Резко увеличивающаяся интенсивность света «ослепляет» насекомое, вызывая нарушения ориентации и координации движений. В результате насекомое отклоняется поочерёдно то в одну, то в другую сторону, а иногда падает на землю из-за нервного шока. Таким образом, у насекомого, «ослепленного» искусственным светом, возникает реакция бегства от вероятной опасности. Данная реакция в норме автоматически направлена в сторону света, который ассоциируется с открытым пространством, куда летят насекомые в случае опасности. Таким образом, эта реакция является парадоксальной: чем ближе насекомое приближается к источнику света, тем сильнее раздражающее действие последнего; в результате насекомое, пытаясь улететь от опасности, продолжает стремиться к лампе, как к открытому пространству[15][16]. Третий этап начинается в случае, когда насекомое приблизилось вплотную к источнику света и при этом не погибло. Пока оно бьется вокруг лампы, пытаясь выйти в «открытое пространство», его глаза постепенно начинают адаптироваться к свету, что вызывает спад общего возбуждения. Порой ночные насекомые воспринимают искусственное освещение, как наступление дня и принимают поблизости от него позу, характерную для дневного покоя или вообще улетают прочь. Удаление от источника света происходит по более прямолинейному направлению движения, чем при приближении к нему, при этом насекомые летят от источника света довольно медленно[5].
- ↑ Martin, E.A., ed. (1983), Macmillan Dictionary of Life Sciences (2nd ed.), London: Macmillan Press, с. 362, ISBN 0-333-34867-2
- ↑ Menzel, Randolf (1979), H. Autrumchapter=Spectral Sensitivity and Color Vision in Invertebrates, ed., Comparative Physiology and Evolution of Vision in Invertebrates- A: Invertebrate Photoreceptors, vol. VII/6A, Handbook of Sensory Physiology, New York: Springer-Verlag, с. 503–580. See section D: Wavelength -Specific Behavior and Color Vision, ISBN 3-540-08837-7
- ↑ 1 2 3 4 5 Росс Г., Росс Ч., Росс. Д. Энтомология. — М.: Мир, 1985. — 572 с.
- ↑ Бей-Биенко Г. Я. Общая энтомология. — стереотипное. — М.: Проспект науки, 2008. — 486 с. — ISBN 978-5-903090-13-6.
- ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Чернышев В.Б. Экология насекомых. — Москва: Издательство МГУ, 1996. — С. 12-23. — 304 с. — ISBN 5–211–03545–3.
- ↑ Lewis Т., Taylor L.R. Diurnal periodicity of flight by insects // Transactions of the Entomological Society of London. — London, 1965. — № 15. — P. 393-479.
- ↑ Самков М.Н. Возможности сбора насекомых на искусственный свет в дневное время. // Зоологический журнал. — 1989. — Т. 68, вып. 4. — С. 110-113.
- ↑ Чернышев В.Б., Самков М.Н., Афонина В.М. Лёт насекомых на свет во время полного солнечного затмения 31 июля 1981 г. // Зоологический журнал. — 1985. — Т. 62, вып. 9. — С. 1431–1433.
- ↑ Жантиев Р.Д., Елизаров Ю.А., Мазохин-Поршняков Г.А., Чернышев В.Б., Руководство по физиологии органов чувств насекомых. – М.: Изд-во, Моск. Унта, 1977. – 224с.
- ↑ 1 2 3 4 Горностаев Г.Н. Введение в этологию насекомых-фотоксенов (лет насекомых на искусственные источники света). Этология насекомых // Труды ВЭО. — Ленинград: Наука, 1984. — Т. 66. — С. 101–167.
- ↑ 1 2 3 W. Von Buddenbrok. Die Lichtkompassbewegungen bei den Insekten, insbesondere den Schmetterlingsraupen. — Winter, 1917. — 26 p.
- ↑ Шванвич Б. Н. Курс общей энтомологии: Введение в изучение строения и функций тела насекомых. — М.—Л.: Советская наука, 1949.
- ↑ Бей-Биенко Г. Я. Общая энтомология. Учебник для университетов сельхозвузов. — 3-е. — М.: Высшая школа, 1980. — 416 с.
- ↑ 1 2 Мазохин–Поршняков Г.А. Почему насекомые летят на свет? // Энтомологическое обозрение. — 1960. — Т. 39. — С. 52–58.
- ↑ Чернышев В.Б., Богуш П.П. Влияние погоды на лет насекомых на свет в Средней Азии // Зоологический журнал. — 1973. — Т. 52, № 5. — С. 723–731.
- ↑ Чернышев В.Б. Поиск оптимальных условий и ориентация насекомых во времени и пространстве // Итоги науки Бионика: ВИНИТИ. — 1973. — С. 86–125.
Почему бабочки летят на свет — T&P
Ситуация, когда бабочка (а чаще мотылек) летит на свет, называется фототактис. Реакция на свет у насекомых довольно распространена. Вы могли замечать как разбегаются тараканы (отрицательный фототактис), если включить на кухне свет.
Единого мнения по поводу того, почему бабочки летят на свет, нет. Возможно, многие мотыльки используют для навигации Луну. Тогда, приняв за Луну искусственный источник света, они могут запутаться и начать кружить вокруг источника. Главным контраргументом этой теории служит то что мотыльки летают совсем не по спирали вокруг источника, как было бы логично предположить, а значительно более хаотично. К тому же мотыльки могут ориентироваться, предположительно по встроенному геомагнитному компасу и в безлунные ночи.
Фототактис замечен человечеством очень давно. «Гибель бабочки в пламени» назывался один из дошедших до нас отрывков Эсхила (525 — 456 г д.н.э.)
В 1960г. Г. А. Мазохин-Поршняков предположил что насекомые летят на свет, так как он является универсальным и наиболее надежным индикатором открытого пространства. Это может объяснять особую привлекательность ультра-фиолетового излучения (именно на него особенно активно реагируют насекомые), так как оно почти не отражается наземными предметами. Так бабочка, залетевшая в комнату, будет биться в окно, направляясь к источнику УФ излучения — солнцу. Тогда, попадая ночью в луч света, насекомое может воспринимать окружающую его темноту как замкнутое пространство и, стремясь вырваться, лететь к свету.
Есть версия противоположная, что мотыльки летят в самую темную, как ни странно, зону, то есть хотят улететь от света. Эта зона рядом с источником, на границе света и тени, кажется мотыльку самой черной в связи с распространенной оптической иллюзией, известной как полосы Маха (люди ей подвержены в той же мере).
Корни фототактиса пока не выяснены, но удивительно, что даже разные виды одного рода могут различно реагировать на свет: некоторые виды летят активно, а некоторые не летят совсем.
Почему ночные бабочки летят на свет? ≪ Scisne?
 |
Почему ночные бабочки летят на свет? Если он им так нравится, жили бы днем, когда его много.
Сначала разберемся со второй частью вопроса — зачем вообще бабочкам летать ночью, почему бы не делать это днем, когда и так светло? Дело в том, что в природе каждое животное занимает свою экологическую нишу. Нельзя просто взять и перейти в другую нишу, ведь она часто бывает уже занята отлично приспособленными к ней конкурентами. Более того, целому ряду животных оказалось выгодно приспособиться именно к ночному образу жизни.
В чем же могут быть преимущества ночной жизни для бабочек? Как мы уже сказали, одна из возможных причин — отсутствие конкуренции с дневными видами. А еще ночью большинство насекомоядных птиц спит, так что угроза быть съеденными в это время ниже. Кроме того, существуют цветковые растения, которые распространяют сильный аромат, привлекающий опылителей, именно ночью. А мы знаем, что имаго — взрослая стадия развития — многих бабочек питается на цветках, заодно опыляя их. Связь определенных видов бабочек и растений может быть настолько сильной, что они даже эволюционируют вместе. Например, такое известно для бражника Xanthopan morgani и мадагаскарской орхидеи ангрекум полуторафутовый (Angraecum sesquipedale).
Итак, мы разобрались с вопросом, почему некоторые бабочки живут ночью. Но зачем же они летят на свет? Хотя ученые и бьются с давних времен над разгадкой этого феномена, однозначного ответа нет. Ясно одно: лёт насекомых на свет — это комплексное явление, которое имеет много причин, и в каждом конкретном случае они могут быть разными.
На самом деле на свет летят не только бабочки и не только ночные. Свет привлекает многих насекомых, причем и дневных тоже. Дело в том, что свет — один из важных факторов, позволяющих насекомым ориентироваться в пространстве. Свет — это раздражитель. У насекомых описан феномен направленного перемещения к источнику раздражения под определенным углом (то есть насекомое не летит прямиком на раздражитель!), который получил название менотаксис. Многим насекомым свойственен менотаксис в отношении лучей света. Например, именно с менотаксисом связан знаменитый танец пчел, во время которого пчелы-фуражиры сообщают информацию об источнике питания другим членам пчелиной семьи.
Но не любой свет одинаково привлекателен для насекомых. Больше всего они летят на лампы, содержащие в спектре ультрафиолет, — например, ртутные лампы, использующиеся в фонарях уличного освещения. А происходит это потому, что зрение насекомых смещено в фиолетовую область спектра, поэтому наиболее вероятно, что в качестве ориентира они выберут именно источники ультрафиолета. К таким источникам также относятся Солнце и ночное небо.
В природе интенсивность света от естественных источников (Солнца и Луны) всегда постоянна, то есть для насекомого она не имеет градиента. С искусственными источниками света история другая: при приближении лампы интенсивность света увеличивается и ослепляет насекомое, нарушая координацию его движений. Несмотря на это насекомое всё равно продолжает стремиться к источнику света.
Чтобы разобраться в одной из гипотез, объясняющих этот феномен, немного углубимся в физику. В норме лучи света представляют собой параллельные прямые, и, соответственно, траекторию движения насекомого можно представить в виде прямой. Итак, насекомое, например ночная бабочка, которая раньше ориентировалась по ночному небу, может случайно выбрать в качестве ориентира искусственный источник света — например, лампу. Приближаясь к лампе, незадачливая летунья попадает в область сильного освещения. Помним, что насекомое не летит прямиком на раздражитель, а приближается под определенным углом. Лампа — точечный источник света, и световые лучи, исходящие от нее, расходятся радиально. Наша бабочка пытается сохранить определенный угол движения (вспоминаем менотаксис!), но эти расходящиеся в разные стороны световые лучи «сбивают» ее, и она начинает приближаться по спирали. Эта гипотеза была предложена в 1917 году В. фон Будденброком (W. Von Buddenbrok, 1917. Die Lichtkompassbewegungen bei den Insekten, inbesondere den Schmetterlingsraupen) и, в частности, объясняет, почему прилетающие на свет насекомые вьются вокруг лампочки.
Но зачем бабочки совершают эти бессмысленные движения, а не улетают прочь?
В 1967 году Владимир Борисович Чернышёв выдвинул гипотезу о том, что у насекомого, ослепленного ярким светом, возникает реакция бегства от возможной опасности. В норме эта реакция автоматически направлена в сторону света, потому что он ассоциируется с открытым пространством, куда насекомые летят в случае опасности. Таким образом, получается замкнутый круг: чем ближе насекомое к источнику света, тем сильнее свет его раздражает; в результате насекомое, пытаясь улететь от опасности, продолжает стремиться к лампе, как к открытому пространству.
Кстати, именно стремлением к открытому пространству объясняют тот факт, что насекомых привлекает не только точечный источник света, но и просто освещенная зона, например светящийся экран (это, кстати, широко используют энтомологи для ловли насекомых). Кроме того, в естественных условиях насекомые могут перемещаться в сторону наиболее благоприятного для них уровня освещенности. Этим объясняется, например, массовый вылет насекомых из леса на закате. Это справедливо и для насекомых, выходящих из куколки и готовых к миграции и размножению — поэтому в начале сезона лёта так много ночных бабочек летит на искусственный свет.
Но вернемся к нашей незадачливой бабочке, которая продолжает виться вокруг лампы. Через какое-то время ее глаза постепенно адаптируются к свету, и возбуждение, заставляющее ее летать по кругу, спадает. Многие ночные бабочки после хаотичного полета около лампы успокаиваются и замирают недалеко от нее в позе, характерной для дневного покоя, — со сложенными «домиком» или плоским треугольником крыльями. Можно предположить, что они начинают воспринимать искусственный свет как дневной и становятся неактивными в ожидании сумерек. Другие насекомые, успокоившись, улетают обратно в темноту.
 Самец букового вилохвоста (Stauropus fagi), привлечённый на свет, после хаотичного полета замер в позе покоя. Фото © Анатолия Крупицкого |
Свет привлекает не только ночных насекомых: некоторые дневные по ошибке тоже прилетают. Единичный лёт дневных насекомых (например, бабочек) ночью на искусственные источники света можно объяснить тем, что они или оставались у такого источника с вечера, или были побеспокоены ночью и полетели на свет в рамках реакции бегства.
Приносит ли искусственный свет вред насекомым? Однозначно да, особенно в городах, где очень высок уровень светового загрязнения. Ежегодно около искусственных источников света в городах погибают миллионы случайно привлеченных насекомых. Отметим, что световое загрязнение наносит огромный ущерб не только насекомым, но и позвоночным, например мигрирующим птицам, которые тоже используют свет для ориентации.
Однако, как показывают результаты недавно опубликованного исследования, некоторые популяции бабочек вырабатывают поведенческие механизмы, позволяющие им избегать негативного действия искусственного света. Авторы собирали гусениц горностаевой моли (Yponomeuta cagnagella) первого возраста (до первой линьки) в местах без светового загрязнения и в районе с повышенным световым загрязнением. Гусеницы из обоих мест развивались в лаборатории при нормальном световом дне. Бабочки, вышедшие из гусениц, которые были собраны в районе с повышенным искусственным освещением, на 30% меньше привлекались искусственным светом. Ученые предполагают, что подобное изменение поведения повышает репродуктивный успех городских бабочек.
Анатолий Крупицкий
«Элементы»
Почему ночные бабочки летят на свет? — Люди Роста
Дело в том, что в природе каждое животное занимает свою экологическую нишу. Нельзя просто взять и перейти в другую нишу, ведь она часто бывает уже занята отлично приспособленными к ней конкурентами. Более того, целому ряду животных оказалось выгодно приспособиться именно к ночному образу жизни.
В чем же могут быть преимущества ночной жизни для бабочек? Как мы уже сказали, одна из возможных причин — отсутствие конкуренции с дневными видами. А еще ночью большинство насекомоядных птиц спит, так что угроза быть съеденными в это время ниже. Кроме того, существуют цветковые растения, которые распространяют сильный аромат, привлекающий опылителей, именно ночью. А мы знаем, что имаго — взрослая стадия развития — многих бабочек питается на цветках, заодно опыляя их. Связь определенных видов бабочек и растений может быть настолько сильной, что они даже эволюционируют вместе. Например, такое известно для бражника Xanthopan morgani и мадагаскарской орхидеи ангрекум полуторафутовый (Angraecum sesquipedale).
Итак, мы разобрались с вопросом, почему некоторые бабочки живут ночью. Но зачем же они летят на свет? Хотя ученые и бьются с давних времен над разгадкой этого феномена, однозначного ответа нет. Ясно одно: лёт насекомых на свет — это комплексное явление, которое имеет много причин, и в каждом конкретном случае они могут быть разными.
На самом деле на свет летят не только бабочки и не только ночные. Свет привлекает многих насекомых, причем и дневных тоже. Дело в том, что свет — один из важных факторов, позволяющих насекомым ориентироваться в пространстве. Свет — это раздражитель. У насекомых описан феномен направленного перемещения к источнику раздражения под определенным углом (то есть насекомое не летит прямиком на раздражитель!), который получил название менотаксис. Многим насекомым свойственен менотаксис в отношении лучей света. Например, именно с менотаксисом связан знаменитый танец пчел, во время которого пчелы-фуражиры сообщают информацию об источнике питания другим членам пчелиной семьи.
Но не любой свет одинаково привлекателен для насекомых. Больше всего они летят на лампы, содержащие в спектре ультрафиолет, — например, ртутные лампы, использующиеся в фонарях уличного освещения. А происходит это потому, что зрение насекомых смещено в фиолетовую область спектра, поэтому наиболее вероятно, что в качестве ориентира они выберут именно источники ультрафиолета. К таким источникам также относятся Солнце и ночное небо.
В природе интенсивность света от естественных источников (Солнца и Луны) всегда постоянна, то есть для насекомого она не имеет градиента. С искусственными источниками света история другая: при приближении лампы интенсивность света увеличивается и ослепляет насекомое, нарушая координацию его движений. Несмотря на это насекомое всё равно продолжает стремиться к источнику света.
Чтобы разобраться в одной из гипотез, объясняющих этот феномен, немного углубимся в физику. В норме лучи света представляют собой параллельные прямые, и, соответственно, траекторию движения насекомого можно представить в виде прямой. Итак, насекомое, например ночная бабочка, которая раньше ориентировалась по ночному небу, может случайно выбрать в качестве ориентира искусственный источник света — например, лампу. Приближаясь к лампе, незадачливая летунья попадает в область сильного освещения. Помним, что насекомое не летит прямиком на раздражитель, а приближается под определенным углом. Лампа — точечный источник света, и световые лучи, исходящие от нее, расходятся радиально. Наша бабочка пытается сохранить определенный угол движения (вспоминаем менотаксис!), но эти расходящиеся в разные стороны световые лучи «сбивают» ее, и она начинает приближаться по спирали. Эта гипотеза была предложена в 1917 году В. фон Будденброком (W. Von Buddenbrok, 1917. Die Lichtkompassbewegungen bei den Insekten, inbesondere den Schmetterlingsraupen) и, в частности, объясняет, почему прилетающие на свет насекомые вьются вокруг лампочки.
Но зачем бабочки совершают эти бессмысленные движения, а не улетают прочь?
В 1967 году Владимир Борисович Чернышёв выдвинул гипотезу о том, что у насекомого, ослепленного ярким светом, возникает реакция бегства от возможной опасности. В норме эта реакция автоматически направлена в сторону света, потому что он ассоциируется с открытым пространством, куда насекомые летят в случае опасности. Таким образом, получается замкнутый круг: чем ближе насекомое к источнику света, тем сильнее свет его раздражает; в результате насекомое, пытаясь улететь от опасности, продолжает стремиться к лампе, как к открытому пространству.
Кстати, именно стремлением к открытому пространству объясняют тот факт, что насекомых привлекает не только точечный источник света, но и просто освещенная зона, например светящийся экран (это, кстати, широко используют энтомологи для ловли насекомых). Кроме того, в естественных условиях насекомые могут перемещаться в сторону наиболее благоприятного для них уровня освещенности. Этим объясняется, например, массовый вылет насекомых из леса на закате. Это справедливо и для насекомых, выходящих из куколки и готовых к миграции и размножению — поэтому в начале сезона лёта так много ночных бабочек летит на искусственный свет.
Но вернемся к нашей незадачливой бабочке, которая продолжает виться вокруг лампы. Через какое-то время ее глаза постепенно адаптируются к свету, и возбуждение, заставляющее ее летать по кругу, спадает. Многие ночные бабочки после хаотичного полета около лампы успокаиваются и замирают недалеко от нее в позе, характерной для дневного покоя, — со сложенными «домиком» или плоским треугольником крыльями. Можно предположить, что они начинают воспринимать искусственный свет как дневной и становятся неактивными в ожидании сумерек. Другие насекомые, успокоившись, улетают обратно в темноту.
Свет привлекает не только ночных насекомых: некоторые дневные по ошибке тоже прилетают. Единичный лёт дневных насекомых (например, бабочек) ночью на искусственные источники света можно объяснить тем, что они или оставались у такого источника с вечера, или были побеспокоены ночью и полетели на свет в рамках реакции бегства.
Приносит ли искусственный свет вред насекомым? Однозначно да, особенно в городах, где очень высок уровень светового загрязнения. Ежегодно около искусственных источников света в городах погибают миллионы случайно привлеченных насекомых. Отметим, что световое загрязнение наносит огромный ущерб не только насекомым, но и позвоночным, например мигрирующим птицам, которые тоже используют свет для ориентации.
Однако, как показывают результаты недавно опубликованного исследования, некоторые популяции бабочек вырабатывают поведенческие механизмы, позволяющие им избегать негативного действия искусственного света. Авторы собирали гусениц горностаевой моли (Yponomeuta cagnagella) первого возраста (до первой линьки) в местах без светового загрязнения и в районе с повышенным световым загрязнением. Гусеницы из обоих мест развивались в лаборатории при нормальном световом дне. Бабочки, вышедшие из гусениц, которые были собраны в районе с повышенным искусственным освещением, на 30% меньше привлекались искусственным светом. Ученые предполагают, что подобное изменение поведения повышает репродуктивный успех городских бабочек.
Почему бабочки летят на свет — T&P
Ситуация, когда бабочка (а чаще мотылек) летит на свет, называется фототактис. Реакция на свет у насекомых довольно распространена. Вы могли замечать как разбегаются тараканы (отрицательный фототактис), если включить на кухне свет.
Единого мнения по поводу того, почему бабочки летят на свет, нет. Возможно, многие мотыльки используют для навигации Луну. Тогда, приняв за Луну искусственный источник света, они могут запутаться и начать кружить вокруг источника. Главным контраргументом этой теории служит то что мотыльки летают совсем не по спирали вокруг источника, как было бы логично предположить, а значительно более хаотично. К тому же мотыльки могут ориентироваться, предположительно по встроенному геомагнитному компасу и в безлунные ночи.
Фототактис замечен человечеством очень давно. «Гибель бабочки в пламени» назывался один из дошедших до нас отрывков Эсхила (525 — 456 г д.н.э.)
В 1960г. Г. А. Мазохин-Поршняков предположил что насекомые летят на свет, так как он является универсальным и наиболее надежным индикатором открытого пространства. Это может объяснять особую привлекательность ультра-фиолетового излучения (именно на него особенно активно реагируют насекомые), так как оно почти не отражается наземными предметами. Так бабочка, залетевшая в комнату, будет биться в окно, направляясь к источнику УФ излучения — солнцу. Тогда, попадая ночью в луч света, насекомое может воспринимать окружающую его темноту как замкнутое пространство и, стремясь вырваться, лететь к свету.
Есть версия противоположная, что мотыльки летят в самую темную, как ни странно, зону, то есть хотят улететь от света. Эта зона рядом с источником, на границе света и тени, кажется мотыльку самой черной в связи с распространенной оптической иллюзией, известной как полосы Маха (люди ей подвержены в той же мере).
Корни фототактиса пока не выяснены, но удивительно, что даже разные виды одного рода могут различно реагировать на свет: некоторые виды летят активно, а некоторые не летят совсем.
Почему бабочки летят на свет
Видели мотыльков летящих на лампочку? Как вы думаете, почему они это делают? Зачем им яркий свет? Почему они летят зачастую к своей гибели?
Ситуация, когда бабочка (а чаще мотылек) летит на свет, называется фототактис. Реакция на свет у насекомых довольно распространена. Вы могли замечать как разбегаются тараканы (отрицательный фототактис), если включить на кухне свет.
Единого мнения по поводу того, почему бабочки летят на свет, нет. Начнем с первой теории, которая может объяснить это явление.
Ночные насекомые во время полетов ориентируются по луне и звездам. Эти источники света находятся далеко от Земли, и испускаемые ими лучи практически параллельны. Чтобы лететь по прямой, насекомое выдерживает постоянный угол между направлением своего движения и направлением на светило. А лучи света от искусственных источников расходятся во все стороны. Поэтому, выдерживая по отношению к ним постоянный угол, насекомое летит не по прямой, а по логарифмической (изогональной) спирали. Если спираль пересекает лучи под острым углом, она будет стягиваться к источнику лучей, если под тупым — расходиться. Если угол прямой, то спираль выродится в окружность.
Действительно, проследив за полетом насекомых, можно заметить, что обычно они летят не прямо к источнику света, а приближаются к нему по сходящейся спирали или летают кругами. На самом деле насекомые стремятся двигаться прямо, но законы геометрической оптики удерживают их около лампы. Иногда, правда, они резко сворачивают в сторону, но и новое направление опять закручивается в спираль. Если насекомое выбрало курс под углом больше прямого, то оно полетит по расходящейся спирали, пока не потеряет из виду источник света. Таких мотыльков мы около ламп не наблюдаем.
В 1960г. Г. А. Мазохин-Поршняков предположил что насекомые летят на свет, так как он является универсальным и наиболее надежным индикатором открытого пространства. Это может объяснять особую привлекательность ультра-фиолетового излучения (именно на него особенно активно реагируют насекомые), так как оно почти не отражается наземными предметами. Так бабочка, залетевшая в комнату, будет биться в окно, направляясь к источнику УФ излучения — солнцу. Тогда, попадая ночью в луч света, насекомое может воспринимать окружающую его темноту как замкнутое пространство и, стремясь вырваться, лететь к свету.
Вот еще одна версия.
Плавный переход цвета воспринимается как полосы. На границе белого видна еще более белая полоса, а на границе черного — еще более черная. Причиной возникновения данной иллюзии является латеральное торможение в сетчатке.
Есть версия противоположная, что мотыльки летят в самую темную, как ни странно, зону, то есть хотят улететь от света. Эта зона рядом с источником, на границе света и тени, кажется мотыльку самой черной в связи с распространенной оптической иллюзией, известной как полосы Маха. Из-за оптичекой иллюзии — полос Маха, мотыльку кажется что самая темная темнота вокруг него — рядом с лампочкой — и он пытается туда и залететь. Мы подвержены той же самой иллюзии — если нарисовать белую и серую полосу рядом- между ними мы увидим черную
Внутренние квадраты идентичны по яркости.
Кажется, что прямоугольники подчеркнуты. Кажется что левые границы светлее правых, хотя они окрашены равномерно.
Корни фототактиса пока не выяснены, но удивительно, что даже разные виды одного рода могут различно реагировать на свет: некоторые виды летят активно, а некоторые не летят совсем.
Почему бабочки летят на свет — T&P
Ситуация, когда бабочка (а чаще мотылек) летит на свет, называется фототактис. Реакция на свет у насекомых довольно распространена. Вы могли замечать как разбегаются тараканы (отрицательный фототактис), если включить на кухне свет.
Единого мнения по поводу того, почему бабочки летят на свет, нет. Возможно, многие мотыльки используют для навигации Луну. Тогда, приняв за Луну искусственный источник света, они могут запутаться и начать кружить вокруг источника. Главным контраргументом этой теории служит то что мотыльки летают совсем не по спирали вокруг источника, как было бы логично предположить, а значительно более хаотично. К тому же мотыльки могут ориентироваться, предположительно по встроенному геомагнитному компасу и в безлунные ночи.
Фототактис замечен человечеством очень давно. «Гибель бабочки в пламени» назывался один из дошедших до нас отрывков Эсхила (525 — 456 г д.н.э.)
В 1960г. Г. А. Мазохин-Поршняков предположил что насекомые летят на свет, так как он является универсальным и наиболее надежным индикатором открытого пространства. Это может объяснять особую привлекательность ультра-фиолетового излучения (именно на него особенно активно реагируют насекомые), так как оно почти не отражается наземными предметами. Так бабочка, залетевшая в комнату, будет биться в окно, направляясь к источнику УФ излучения — солнцу. Тогда, попадая ночью в луч света, насекомое может воспринимать окружающую его темноту как замкнутое пространство и, стремясь вырваться, лететь к свету.
Есть версия противоположная, что мотыльки летят в самую темную, как ни странно, зону, то есть хотят улететь от света. Эта зона рядом с источником, на границе света и тени, кажется мотыльку самой черной в связи с распространенной оптической иллюзией, известной как полосы Маха (люди ей подвержены в той же мере).
Корни фототактиса пока не выяснены, но удивительно, что даже разные виды одного рода могут различно реагировать на свет: некоторые виды летят активно, а некоторые не летят совсем.