Почему ночные бабочки летят на свет?
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.
Схематическая траектория летящего на свет насекомого, сохраняющего постоянный̆ угол к лучам света (логарифмическая спираль). Рисунок из статьи W. Von Buddenbrok, 1917. Die Lichtkompassbewegungen bei den Insekten, inbesondere den Schmetterlingsraupen
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.