Бабочка монарх: факты о культовых мигрирующих насекомых

Бабочки монархи (Danaus plexippus) с их ярко-оранжевыми оттенками и длительной миграцией являются одними из самых знаковых насекомых в мире. Но их популяция неуклонно сокращается в последние десятилетия, поскольку они сталкиваются с потерей среды обитания и другими угрозами.

Жизненный цикл бабочки монарха

Бабочка монарх проходит четыре стадии жизни: яйцо, личинка, куколка и взрослая особь.

По данным Monarch Joint Venture (MJV), некоммерческого партнерства организаций, которые способствуют сохранению бабочек монархов, они могут спариваться несколько раз, иногда по 16 часов, после чего самка немедленно начинает откладывать яйца на растения Ваточник. Яйца бабочки монарха имеют слегка продолговатую форму с вертикальными выступами. Цвет яиц варьируется от беловатого до желтого. (1)

Самки бабочек монархов обычно откладывают от 300 до 500 яиц на различных видах ваточника (Asclepias sp.), но, по данным MJV, они, как известно, откладывают более 1100 яиц в неволе. Однако, по словам ученых, только около 10% этих яиц доживают до стадии личинки из-за нападения пауков и клопов. Для вылупления яиц требуется от трех до пяти дней. (2)

Из яйца выходит маленькая полосатая гусеница или личинка бабочки. Личинка – это стадия роста насекомого. По мере того, как маленькие гусеницы монархи растут, они становятся слишком большими для своего полужесткого экзоскелета и должны линять и заменять этот внешний слой пять раз. Период между каждой линькой называется стадией. (3)

Этот период роста длится недолго – первые четыре стадии длятся от одного до трех дней каждый, а пятая стадия длится от трех до пяти дней. Между первой и пятой стадией монархи могут вырасти от 2 мм до 45 мм в длину.

В конце стадии личинки гусеница находит безопасное место для подвешивания и превращается в бабочку. После прикрепления гусеница в последний раз сбрасывает кожу, обнажая нефритово-зеленую оболочку, или куколку.

Хотя куколка похожа на кокон в том смысле, что она служит для защиты развивающегося насекомого, это не одно и то же. Коконы – это шелковые покровы, создаваемые исключительно молью, а куколки – это твердые экзоскелеты, которые сделаны не из шелка.

Во время этого перехода от личинки к взрослой особи монарха называют куколкой. В нормальную летнюю погоду стадия куколки может длиться от 8 до 15 дней. После стадии куколки монарх вылезает из куколки в виде бабочки.

У бабочек монархов оранжевые крылья, пересеченные решеткой черных жилок. По данным MJV, у самок более темный цвет и более толстые жилки, в то время как у самцов есть два черных пятна на жилках на задних крыльях. Кайма крыльев черная с белыми, коричневыми и желтыми пятнами как у самцов, так и у самок. По данным Национальной федерации дикой природы, размах крыльев монарха составляет от 7 до 10 сантиметров. (1, 4)

Ядовиты ли они?

Взрослые монархи ядовиты для большинства своих потенциальных хищников. Это связано с тем, что на личиночной стадии монархи питаются исключительно соком ваточника, который содержит токсичные стероиды, называемые карденолидами. Монархи эволюционировали, чтобы переносить токсичный сок, по крайней мере, до некоторой степени; личинка, съевшая слишком много сока растения, может испытать временный паралич или судороги. (5)

Карденолиды, также известные как сердечные гликозиды, аналогичны дигиталису, растительному соединению, используемому в медицине для лечения сердечных заболеваний. (6)

Согласно обзору 2018 года, опубликованному в журнале Current Biology, взрослые монархи сохраняют токсины, которые они съели в виде личинок, что делает их ядовитыми для хищников, таких как птицы, лягушки и ящерицы. Яркие цвета и густая окраска монархов служат предупреждением об их токсичности для других существ. Хотя большинство птиц учатся ассоциировать яркие цвета ядовитого насекомого с горечью и рвотой, некоторые виды птиц в Мексике, такие как Pheucticus melanocephalus, эволюционировали, чтобы наслаждаться вкусом монархов и не стесняются есть горьких бабочек. (7, 8)

Где они обитают и почему мигрируют?

Родиной бабочек монарха являются Северная и Южная Америка, но сейчас они обитают по всему миру. Есть два вида бабочек монархов: Danaus plexippus и Danaus erippus.

Danaus plexippus обитает в Северной и Южной Америке, включая знаменитую популяцию, которая мигрирует между Мексикой и Канадой. Этот вид также можно найти в некоторых частях Австралии и других странах Океании, а также в Индонезии, Португалии, Испании и на Гавайях. Биологи считают, что, согласно исследованию 2014 года, опубликованному в журнале Nature, бабочки, породившие эти обширные популяции на других континентах, либо попали на кораблях из Северной Америки, либо совершали перелет сами. (9)

Danaus erippus обитает только в Южной Америке, и их популяция не пересекается с Danaus plexippus. По данным MJV, у обоих видов есть мигрирующие и немигрирующие популяции. (10)

Хотя в Австралии есть несколько мигрирующих монархов, две североамериканские популяции монархов Danaus plexippus могут быть самыми известными.

По словам ученых, одна из мигрирующих популяций из Северной Америки живет к западу от Скалистых гор, а другая – к востоку от них. Эти две популяции не отличаются генетически, но у них разные модели миграции.

Согласно MJV, восточная популяция бабочек монархов проводит осень и зиму, укрываясь на небольшом участке гор в Мичоакане, Мексика. Бабочки собираются на елях, когда температура колеблется от 0 до 15 градусов по Цельсию. В этот период монархи находятся в состоянии диапаузы, которое похоже на спячку. Они не едят; вместо этого они выживают, используя жировые запасы, которые накопили во время миграции на юг. Они также дрожат, чтобы согреться. (11, 12, 13)

По данным Мичиганского университета, в марте более продолжительные дни и более высокие температуры, вероятно, заставят монархов прекратить диапаузу, начать размножение и мигрировать на север. По данным MJV, бабочки начнут свой путь в северную Мексику и юг США. (14, 15)

К моменту смерти зимующих взрослых особей они могут прожить девять месяцев. По данным MJV, сменяющие друг друга поколения весенних и летних монархов живут от двух до шести недель. По мере того, как рождаются новые поколения, они продолжают мигрировать на север до юга Канады. Двигаясь на север, они ищут пастбища или сельскохозяйственные угодья, где растет ваточник и другие цветущие растения, дающие нектар для взрослых.

По данным MJV, последнее поколение, обычно бабочки, рожденные после середины августа, входят в репродуктивную диапаузу и отправляются в долгое путешествие обратно в Мексику, не имея потомства. По данным Лесной службы США, в зависимости от того, где они родились, этот полет может длиться до 4800 километров и может занять до двух месяцев. (16)

О миграции бабочек западных монархов известно меньше. По данным MJV, с октября по февраль взрослые бабочки западной популяции зимуют вдоль побережья Калифорнии на местных кипарисах крупноплодных и соснах лучистых, а также на не местных деревьях эвкалипта. Эта популяция начинает мигрировать на север и восток от побережья Калифорнии в середине февраля, достигая южной части Канады, но оставаясь к западу от Скалистых гор.

Не все бабочки монархи мигрируют. Например, во Флориде есть группы, которые не мигрируют, и по данным MJV, неясно, происходит ли какое-либо смешение между ними и мигрирующими монархами. (17)

Южные монархи (Danaus erippus) живут только в Южной Америке и считаются видами, отличными от бабочек монархов Северной Америки. Согласно исследованию 2015 года, опубликованному в журнале Biotropica, некоторые группы южных монархов на северо-западе Аргентины, а также в Боливийских Андах и низинах, мигрируют сезонно, в то время как другие группы в боливийской низменности, по всей видимости, живут круглый год. (18, 19)

Как они ориентируются на местности?

По данным MJV, как именно монархи перемещаются на такие огромные расстояния, остается загадкой, но ученые подозревают, что странствующие насекомые используют комбинацию своих внутренних часов, солнца и магнитных рецепторов, чтобы добраться туда, куда им нужно.

Монархи мигрируют в дневное время, и исследования показывают, что эти бабочки могут перемещаться с помощью механизма солнечного компаса, который учитывает сигналы их биологических часов с местоположением солнца. Однако монархи по-прежнему мигрируют в пасмурные дни, когда солнце скрыто, поэтому вполне вероятно, что бабочки также используют внутренний магнитный компас для навигации. Исследование 2014 года, опубликованное в журнале Nature, показало, что монархи ориентируются с помощью внутреннего компаса, который полагается на датчики ультрафиолетового света в их антеннах. Под воздействием ультрафиолета бабочки монархи могут указывать на юг, даже если они не видят солнце. (20, 21)

Находятся ли бабочки монарх в опасности?

Популяция североамериканских бабочек монархов резко сократилась с 1990-х годов – с почти 1 миллиарда взрослых до всего лишь 35 миллионов. Согласно исследованию 2016 года, опубликованному в журнале Insect Science, основными причинами являются потеря среды обитания из-за развития и использования сельскохозяйственных гербицидов, убивающих ваточник. По словам ученых, потеря растений, которые обеспечивают бабочек нектаром, также может повлиять на популяции. (22)

Согласно MJV, посадка местных видов ваточника и других местных растений, дающих нектар, помогает поддерживать популяции монархов. Исследовательские и природоохранные группы, такие как Университет штата Мичиган и Общество охраны беспозвоночных Xerces, предлагают более конкретные предложения о способах создания и поддержания среды обитания бабочек дома и в общественных местах. По словам ученых, работа по защите монархов также помогает другим видам опылителей, таким как насекомые и птицы. (23, 24, 25)

В декабре 2020 года, после оценки популяции бабочек монархов, Служба охраны рыбных ресурсов и диких животных США пришла к выводу, что внесение монарха в список находящихся под угрозой исчезновения в соответствии с Законом об исчезающих видах является обоснованным, но исключается действиями по включению в список более высокого приоритета. Решение дает монархам статус «кандидата», и этот вид будет по-прежнему рассматриваться для включения в список каждый год, пока не будет принято решение. (26)

Live Science