Длинные вытянутые задние части крыльев, лентовидные «хвосты», ниспадающие с задних крыльев лунных мотыльков, давно привлекали внимание учёных и любителей природы. Эти изящные структуры кажутся созданными исключительно ради красоты, но биологи недавно начали понимать, какие факторы на самом деле стоят за их появлением.
Выяснилось, что такие «хвосты» - результат не только эволюционного давления со стороны хищников, таких как
летучие мыши, но и следствие специфических климатических условий, особенно длительных периодов тёплой и стабильной погоды.
Эти «хвосты» на задних крыльях мотыльков, похожие на шёлковые ленты или тонкие змеиные языки, можно смело поставить в один ряд с другими поразительными эволюционными структурами: с единственным бивнем нарвала, павлиньим хвостом, декоративным оперением
райских птиц или гигантскими усами у некоторых жуков.
Все эти признаки на первый взгляд кажутся чрезмерными и нецелесообразными, но в действительности служат важным целям - будь то защита, привлечение партнёров или имитация других видов. В случае с мотыльками - речь идёт об особом балансе между эффективной защитой и физической выносливостью.
По словам поведенческого эколога Джульетты Рубин, сотрудницы Смитсоновского института тропических исследований в Панаме, хвосты у лунных мотыльков (семейство Saturniidae) возникали в ходе эволюции независимо минимум пять раз в разных подгруппах.
Такое явление называется конвергентной эволюцией - когда разные виды приходят к схожим решениям независимо друг от друга, сталкиваясь с одинаковыми вызовами среды. Это свидетельствует о том, что длинные хвосты действительно приносят адаптивное преимущество.
Фото: sciencenews.org
Свои выводы Рубин и её коллеги опубликовали 7 мая в журнале «Proceedings of the Royal Society B». Впервые в научной литературе столь чётко прослежена взаимосвязь между особенностями климата - прежде всего устойчивыми тёплыми условиями - и развитием экстремально длинных хвостов у крыльев мотыльков.
Авторы исследования использовали фотографии, размещённые добровольцами на научной платформе «iNaturalist», чтобы составить карту распределения морфологических признаков и сопоставить её с климатическими и биогеографическими данными.
Оказалось, что мотыльки, обитающие в тёплых регионах с мягким климатом, где температурные колебания невелики, гораздо чаще обладают ярко выраженными длинными «хвостами».
В таких условиях личинки проводят больше времени в активном питании, не подвергаясь стрессам из-за холода или резких смен погоды. Это позволяет им накапливать больше энергии и ресурсов, необходимых для формирования более сложных и крупных структур в стадии взрослой особи. Таким образом, температура влияет не напрямую, а через продолжительность и качество развития личинки.
Чем дольше гусеница может спокойно питаться и расти, тем выше вероятность того, что на стадии имаго (взрослой формы) у неё будет не просто стандартное крыло, а по-настоящему декоративный, эффективный и, возможно, даже роскошный «хвост». Это своего рода инвестиция в финальную, репродуктивную фазу жизни мотылька.
Однако эстетическая составляющая - не главное. Эксперименты, проведённые ранее Рубин, показали, что изогнутые «хвосты» практически не влияют на спаривание, а значит, они не являются половым признаком, как, например, хвост у павлина. Их основная функция - защита от хищников, в первую очередь - от летучих мышей, использующих
эхолокацию для охоты в тёмное время суток.
Когда мотылёк с длинным хвостом летит, колебания этих тонких придатков создают акустический и визуальный «шум», сбивающий летучих мышей с толку. Хищник может промахнуться или атаковать несущественную часть тела, не нанося мотыльку фатального урона.
Интересно, что сами мотыльки лишены слуха: они не способны воспринимать сигналы эхолокации и не издают ультразвуковых «предупреждений», как это делают некоторые ночные бабочки. Всё, что они могут - это полагаться на форму и движение своих крыльев, чтобы обмануть хищника. Это делает «хвосты» особенно важными в условиях, где другие способы защиты отсутствуют.
Вопрос о затратах на развитие таких вытянутых задних частей крыльев остаётся открытым. Как отмечает Рубин, пока не удалось найти убедительных доказательств того, что они сильно ухудшают аэродинамику или повышают энергозатраты во время полёта.
Фото: gazeta.ru
Однако вполне возможно, что стоимость таких придатков выражается в другом - в дополнительных ресурсах, необходимых для их роста, и в удлинённом периоде личиночного развития. А значит, развитие таких структур становится возможным только при благоприятных экологических условиях.
Результаты исследования поднимают важные вопросы о том, как климат влияет на эволюционное разнообразие. В условиях глобального потепления и нестабильности погодных условий может измениться как продолжительность фаз развития у насекомых, так и доступность ресурсов. Это, в свою очередь, способно повлиять на частоту появления таких сложных структур, как «хвосты» у лунных мотыльков. Они могут стать редкостью или исчезнуть вовсе, если условия больше не будут поддерживать их развитие.
Таким образом, крылья и хвосты лунных мотыльков - это не просто удивительный пример природной красоты. Это результат многослойного взаимодействия климата, защиты от хищников, физиологии и эволюционных компромиссов. Их изучение помогает глубже понять, как именно формируются необычные черты у живых организмов и какую роль в этом процессе играет окружающая среда.
Исследование Джульетты Рубин не только отвечает на важные научные вопросы, но и открывает новые горизонты для изучения того, как меняющийся мир влияет на
эволюцию - в том числе у самых изящных и загадочных его обитателей.