Миграция бабочек в мексике
В Северной Америке (Мексика), а также Гавайи, Новая Зеландия, Австралия, встречаются даже в Европе, водятся две схожих внешне бабочки. И названия у них тоже похожие. Это бабочка Монарх и бабочка Вице-король. Если быть совсем точным, то это данаида Монарх (Danaus plexippus) и нимфалида Вице-король (Limenitis archippus). Бабочки относятся к семейству Nymphalinae (нимфалиды), но разным подсемействам – Danainae (данаиды) и Limenitis (ленточники, пеструшки).
Внешне они очень похожи. Разве что у вице-короля по сравнению с монархом отсутствуют рыжие пятна на краях верхних крыльев и имеются параллельные к телу полосы белых пятен, по одной на каждом крыле. Монарх больше размером и не имеет средних параллельных телу чёрных линий на крыльях. Но, в основном, отличить их друг от друга практически невозможно.
Разве что по вкусу. Если съел и выжил, значит, повезло, и тебе попался Вице-король. Если не повезло, значит, твоей последней едой стал Монарх. Конечно, речь идет о птицах.
Так как же птицы их различают – вкусного Вице-короля и несъедобного Монарха?
Да никак! Они просто не едят ни того, ни другого. Из предосторожности. Опасаясь попасть на Монарха, птицы отказываются и от Вице-короля, который только выигрывает от своего сходства с опасным двойником.
Полетное поведение
В случае трансконтинентальной миграции, когда расстояния велики, скорость полета бабочки (порядка 3 метров в секунду или меньше) недостаточна для своевременного завершения путешествия. Миграция осуществляется при сильном ветре; постоянная скорость ветра 10 метров в секунду, способная обеспечить перемещение от 300 до 400 километров за один день. Например, нарисованная дама ( Ванесса кардуи ) мигрирует из Африки в Испанию благодаря попутным ветрам.
То, что мигрирующие виды являются хорошими летунами, не то же самое, что сказать, что они надежные летуны. Маленькая бабочка-ромбовидная также является мигрирующим видом, который мигрирует на 3000 километров и может быть найден на высоте до 100 метров и более.
Миграция Ванессы Кардуи из Северной Африки в ЕвропуНавигация
Чтобы иметь возможность перемещаться на большие расстояния, виды должны уметь перемещаться. Есть несколько способов сделать это.
Пейзаж : Чешуекрылые используют береговые линии, горы, а также дороги для ориентации. Было замечено, что над морем направление полета намного точнее, если пейзаж на побережье все еще виден.
Небесная навигация : известно, что бабочки могут перемещаться с помощью солнца. Они также могут ориентироваться, используя поляризованный свет . Поляризация солнечного света меняется в зависимости от угла падения лучей, поэтому они также могут перемещаться в пасмурную погоду. Есть признаки того, что они могут даже вносить коррективы в зависимости от времени суток. Алмазная бабочка, как известно, летит по прямой траектории, которая не зависит от угла падения солнечных лучей. Были проведены испытания, чтобы повлиять на биологические часы определенных видов, удерживая их в темноте, а затем наблюдая, выберут ли они другие траектории полета. Был сделан вывод, что одни виды имели, а другие нет. Исследования монархов показывают, что при удалении антенн, где расположены циркадные часы, люди не локализуются в каком-либо одном направлении во время полета, как это происходит с неповрежденными антеннами. Ночные летчики не могут использовать солнечный свет для навигации. Большинство этих видов вместо этого полагаются на Луну и звезды.
Магнитное поле Земли : некоторые бабочки используют магнитное поле Земли для навигации, как предполагает исследование заблудшего сердца и дротика . Другое исследование, на этот раз миграционного поведения серебряной Y , показало, что этот вид, даже на больших высотах, может корректировать свой курс при изменении ветра и предпочитает летать с попутным ветром, что предполагает отличное чувство направления. Проведенное в Панаме исследование Aphrissa statira , которые ежегодно мигрируют большими группами, показало, что этот вид теряет свои навигационные возможности при воздействии магнитного поля, что предполагает, что они используют магнитное поле Земли для определения направления своего полета при миграции.
Миграция бабочек Данаида монарх
Бабочки всегда привлекали людей своим ярким окрасом. На данный момент известно 200 тысяч видов этих насекомых. Среди них особой известностью пользуется бабочка Данаида монарх.
Данаида монарх (лат. Danaus plexippus) - вид бабочек из семейства нимфалид (Nymphalidae). Одна из самых известных бабочек Северной Америки.
Данаиду монарха легко узнать по характерному рисунку на крыльях: чёрные полосы на рыжем фоне. По краю крыльев проходит широкая чёрная кайма с белыми пятнами. Размах крыльев - 8,9-10,2 см, весит всего 0,5 г.
Гусеница монарха поедает листья ваточника, содержащие токсины и являющиеся ее основной пищей. Именно благодаря им, в будущем оказывается, что бабочка Данаида монарх ядовита и ее избегают употреблять в пищу птицы и другие животные, в рацион которых входят насекомые.
Происхождение названия
Общеупотребительное название «монарх» впервые использовал в 1874 году американский энтомолог Сэмюэль Скуддер: «эта бабочка - одна из самых крупных, и правит обширными угодьями». Согласно другим источникам, название могло быть дано в честь Вильгельма III Оранского, штатгальтера Нидерландов и короля Англии и Шотландии.
Название рода Danaus, вероятно, происходит от имён персонажей древнегреческой мифологии: Даная (сына египетского царя) или его праправнучки Данаи.
Миграция
Каждую осень миллионы этих бабочек мигрируют на зимовку из Канады на юг, в Калифорнию и Мексику, и возвращаются на север, в Канаду, летом. Это единственная бабочка, которая регулярно мигрирует с севера на юг, как это делают птицы. Но самое удивительное заключается в том, что ни одна бабочка не совершает полного путешествия. Это происходит потому, что жизнь бабочки коротка, и за весь период миграции сменяется от 3 до 4 поколений бабочек. Бабочки монарх также являются одними из немногих насекомых, которые могут пересекать Атлантику. Перед миграцией они собираются в огромные колонии на хвойных деревьях, и облепливают их так, что деревья становятся оранжевого цвета, а ветки провисают под их весом. Это удивительное зрелище привлекает множество туристов.
Миграция монарха начинается обычно в октябре каждого года, но может начаться и раньше, если погода становится холодной. Они путешествуют на расстояние от 1200 до 2800 км, от Канады до центральных мексиканских лесов, где теплый климат. Если монарх живет в восточных штатах, как правило, к востоку от Скалистых гор, она будет мигрировать в Мексику и зимовать на хвойных деревьях. Если же она живет к западу от Скалистых гор, то она будет зимовать в районе Пасифик-Гроув в Калифорнии, на эвкалиптовых деревьях. Удивительно, что бабочки используют для зимовки одни и те же деревья каждый год, ведь они не представляют собой то же самое поколение бабочек, которое было там в прошлом году. Как бабочки смогли вернуться к тем же местам зимовки, имея разрыв в несколько поколений, все еще остается загадкой для ученых. Предполагают, что схемы перелета передаются по наследству. Некоторые исследования показывают, что бабочки используют для ориентации положение солнца в небе и магнитное поле Земли.
Почему происходят миграции бабочек-монархов?
Считается, что этот вид насекомых появился в экваториальной зоне, расположенной в центре Американского континента. Его основу изначально составляли оседлые популяции бабочек. По завершении ледникового периода и возрастания числа особей ареал вида стал расширяться в сторону северных районов Америки. Но климатические условия в этих краях не подходили для зимовки теплолюбивых бабочек, поэтому проживающие там бабочки были вынуждены совершать длительные перелеты. С этой целью в процессе эволюции сформировался новый жизненный цикл. Существует и другая точка зрения, согласно которой мигрантные особи американских субтропиков осели в тропиках и в районе экватора, а затем расселись по всей планете.
На протяжении многих лет люди были озадачены, куда миллионы монархов, которые проводят лето в Канаде, исчезают в зимний период. Только в 1937 году, канадский зоолог Ф.Уркхарт начал отслеживать передвижения бабочек, пометив крылья тысяч особей. 38 лет спустя, с помощью тысяч добровольцев по всей стране, ученый определил расположение первого убежища зимовки бабочек на вершине горы Мичоакан в Мексике, в нескольких тысячах километров от отправной точки их миграции. Это место в настоящее время внесено в список Всемирного наследия и известно как биосферный заповедник бабочки монарх. Существуют десятки таких мест в Мексике, и они охраняются мексиканским правительством, как экологические заповедники.
Ученые выяснили, что для размножения этих насекомых требуется наличие деревьев особых видов. Именно поэтому в биосферном заповеднике запрещена вырубка леса. Уникальность этой природоохранной зоны была признана ЮНЕСКО, которая включила его в число объектов Природного наследия человечества.
К сожалению, колонии зимовки монархов находятся под угрозой из-за массовой вырубки лесов. Последние несколько лет количество бабочек монарх, которое завершило миграцию в мексиканском лесу, упало до самого низкого уровня за последние два десятилетия. Это произошло в основном из-за экстремальных погодных условий и быстрого расширения сельскохозяйственных угодий. По данным ежегодной переписи колонии, проведенной в декабре 2012 года, площадь лесов, занимаемых бабочками, сократилась с 50 до 2,94 гектара.
Миграция бабочек-монархов
Бабочки-монархи широко известны благодаря своим миграциям. Хотя ни одна отдельно взятая бабочка никогда не совершала полное путешествие длиной в 3200 километров, несколько поколений за год в общей сумме преодолевают такое расстояние.
В Северной Америке эти бабочки отправляются в свое грандиозное ежегодное путешествие в августе. Сначала монархи «заправляются» нектаром, после чего приходит время отправляться в путь прочь из Канады и северных штатов США, ведь наступающая зима неизбежно приведет к их гибели от холода.
В отличие от своих прародителей, эти бабочки за свою жизнь еще не пролетали больше нескольких сотен метров, тем не менее, они без колебаний устремляются в полет над широкими северными озерами. Это только первый этап одной из крупнейших миграций в мире.
Вскоре отдельные особи, летящие со всех концов Северной Америки, объединяются друг с другом.
Бабочки с территорий восточнее Скалистых гор направляются в Мексику, а обитатели запада – в Калифорнию, особенно в хвойные леса около Санта-Крус и Пасифик-Гроув. Именно здесь и наблюдается невероятное зрелище.
Когда бабочки прибывают в пункт своего назначения, немногие счастливчики из числа людей могут увидеть бесчисленное множество монархов, свисающих с каждой ветки.
Монархи прилетают сюда, потому что, хоть здесь и бывают заморозки, они не так смертельны для бабочек, как на севере. Местные условия идеально подходят для зимовки
Хотя находиться в массе, безусловно, безопаснее, находящиеся в спячке бабочки являются легкой добычей для хищников, даже несмотря на тот факт, что монархи ядовиты. Некоторые птицы научились отрывать ядовитые части бабочек и съедать остальное. Ежегодно птицы съедают сотни тысяч бабочек и вытесняют с мест обитания еще больше, но вряд ли это может оказать на популяцию бабочек такое влияние, как, скажем, вырубка лесов.
Те из бабочек, что упали с веток, должны подняться обратно как можно скорее – это вопрос жизни и смерти. Их крылья вибрируют, чтобы согреть летательные мышцы и подняться прежде, чем они обморозятся на земле. Те, кому удалось выжить, ютятся на деревьях на протяжении четырех месяцев. Весеннее тепло пробудит их от спячки.
Продолжительность жизни бабочки-монарха крошечна по нашим меркам. Те из них, кто родился в начале лета, живут всего два месяца. Для поколения, появившегося в конце лета и собирающегося зимовать, природа предусмотрела особую форму существования, которая называется диапаузой. Диапауза представляет собой нерепродуктивную фазу жизни, физиологическое состояние оцепенения, во время которого замедляются процессы старения. Именно состояние диапаузы позволяет бабочкам-монархам пережить зиму.
Большинство бабочек выживает и через четыре месяца уже пьет свой первый нектар. В то время, как становится все теплее, все больше бабочек просыпается и поднимается в воздух. Скоро все они отправятся на север, а их правнуки потом снова вернутся сюда, укрываясь от северной зимы.
Тем бабочкам-монархам, что пережили зиму, осталось жить недолго. Однако прежде чем они улетят слишком далеко, им встретятся растения, подходящие для выведения потомства. Там бабочки будут спариваться. Стадии гусеницы и куколки длятся около двух недель, и вот уже новое поколение монархов готово продолжить путешествие на север.
Затем новые бабочки сами будут откладывать яйца. Но это будет еще не то поколение, что вернется в хвойные леса Калифорнии и Мексики. Туда вернется только четвертое поколение бабочек в этом цикле. Таким способом бабочки-монархи существуют тысячелетия, и пусть так продолжается и дальше!
А так выглядит процесс рождения бабочки. Шаг за шагом, долго и мучительно.
Данаида монарх
Данаида Монарх – самый популярный вид бабочек в Северной Америке. И единственный, который мигрируют с севера на юг. Перелёт у них делится на 2 этапа: в сторону Калифорнии с августа до первых холодов, потом они возвращаются обратно. Жизненынй цикл данаиды составляет 2-7 месяцев и поэтому ей не удается предолеть путь туда и обратно. Но ее потомки каким-то образом запоминают дорогу. Как именно это происходит ученые до сих пор не выяснили, есть лишь предположения и догадки.
Данаида монарх - вид бабочек из семейства нимфалид Данаида монарх - вид бабочек из семейства нимфалидГрустно, но в очень холодные зимы некоторые бабочки погибают, устилая своими телами землю. Так случилось в 2016 году в середине марта. Температура опустилась до -12 и тогда погибло 3% монархов от общего числа.
Бабочка на снегу Бабочка на снегуОднако большинству удается воскреснуть с лучами солнца. Но все же бабочки не рискуют и поближе жмуться друг-к другу и к деревьям. Деревья схранят тепло накопленное за день, ну а вместе они берегут тепло друг-друга. Их крылья начинают раскрываться когда греет солнце. Если температура сравнительно высокая , то данаиды начинают летать и спариваться.
Коренные народы этой местности научились зарабатывать на туризме не причиняя вреда бабочкам. Они вносят свой большой вклад и общими усилиями пытаются сохранить экосистему региона в первозданном виде.
Места обитания мигрирующих бабочек и мотыльков.
Мигрирующих чешуекрылых можно встретить на всех континентах , мигрируя внутри тропиков и субтропиков или из них . На севере их можно найти до Шпицбергена , за Полярным кругом . Некоторые мигрирующие чешуекрылые распространились по большей части мира. Некоторые из них являются насекомыми-вредителями, например, моли ромбовидной , Helicoverpa armigera и Trichoplusia ni .
Огромные перелеты бабочек. Необьяснимо
Каждый год миллионы североамериканских бабочек данаид-монархов мигрируют на расстояние больше 3000 км на юг на зимовку.
Многие годы никто не знал, куда они перелетают. Зоологистали помечать и следить за бабочками и выяснили, что они находятся в горном лесу Мексики. Однако, даже зная, что монархи выбирают 12 из 15-ти горных мест в Мексике, ученые до сих пор Н е могут понять, как они ориентируются .
Та самая бабочка Та самая бабочкаСогласно некоторым исследованиям, они пользуются положением Солнца, чтобы полететь на юг, приспосабливаясь ко времени дня по циркадным часам своих антенн. Но Солнце дает только общее направление. То, как они обустраиваются, до сих пор остается загадкой.
По одной из теорий, геомагнитные силы их притягивают, но это не было подтверждено. Только недавно ученые стали изучать особенности навигационной системы этих бабочек.
Заповедник бабочки Монарх. Место в Мексике где сконцентрированы они
Есть на Земле волшебство и места, которые волнуют воображение. Раньше, не то чтобы мечтать увидеть, но даже поверить в подобное было сложно, и только мифом и выдумкой казалась реальность для основных масс. Сегодня же все знают, одно из подобных мест находится в Северной Америке и это Заповедник бабочки Монарх. Концентрация крылатых созданий здесь вызывает у всех туристов чувство бабочек в животе.
Журнал Pandapo рассказывает о лучших местах Мексики, куда можно слетать отдохнуть.
В 2008 году эта территория была включена в список Всемирного наследия Юнеско.
Бабочки здесь везде, вот они облепили дерево Бабочки здесь везде, вот они облепили деревоЗнакомые нам всем бабочки каждый год устраивают миграцию над Сахарой!
Привычные любому жителю России бабочки-репейницы ( Vanessa cardui ) на самом деле обитают по всему миру, на всех континентах, кроме Австралии и, конечно, Антарктиды.
Но больше всего они удивляют своей любовью к дальним путешествиям. Репейницы пролетают сотни километров, перелетая из Мексики в Канаду, из южной Африки в Великобританию.
Эти миграции длятся на протяжении нескольких поколений бабочек. В полной миграции из Мексики в Канаду и обратно участвует шесть поколений!
А самая дальняя миграция репейниц пролегает над Сахарой.
Миграция начинается с регионов к югу от Сахары. Бабочки вылетают весной, после зимнего периода размножения. Они летят в Европу.
(UNIVERSITY OF READING) — Карта миграции репейниц над Сахарой. (UNIVERSITY OF READING) — Карта миграции репейниц над Сахарой.Чтобы разобраться в этих миграциях, авторы нового исследования запаслись данными наблюдений и вооружились компьютерными моделями.
Моделирование показало, что бабочки, скорее всего, используют потоки ветра, которые часто возникают между Африкой и Западной Европой. Тем не менее, чтобы преодолеть такое большое расстояние, бабочки должны лететь на попутном ветре весь день и отдыхать по ночам.
ORIO MASSANA — Репейница в Морокко ORIO MASSANA — Репейница в МороккоРасчеты показали, что запасов, накопленных во время трансформации, репейницам должно хватать на 40 часов непрекращающегося полёта. Каждую ночь бабочки подкрепляются нектарами цветущих в Сахаре растений.
В общей сложности за каждый цикл миграции в Епропу и обратно бабочки преодолевают 12 000–14 000 километров — это рекорд миграции среди насекомых!
На такое исследование ученых подтолкнули изменения в численности бабочек. Исследование выявило, что численность, вероятно, зависит от погодных условий в Сахаре. Если цветения мало, бабочкам нечем лакомиться в пути.
В общем, как показало исследование, есть три основных фактора, которые влияют на численность: обилие растительности в африканских саваннах зимой (в период размножения), обилие цветения на севере Сахары весной (в период перелёта) и попутные ветры.
Определение
Миграция чешуекрылых означает регулярное предсказуемое перемещение популяции из одного места в другое, определяемое сезонами. Не существует однозначного определения мигрирующей бабочки или мигрирующей моли , и это также относится к предложениям о разделении их на классы. Миграция означает разные вещи для бихевиористов и экологов. Первые подчеркивают акт движения, тогда как вторые различают, было ли движение экологически значимым или нет. Миграцию можно рассматривать как «поведенческий процесс с экологическими последствиями».
Миграция чешуекрылых происходит в двух из трех способов миграции, определенных Джонсоном (Johnson, 1969). В первом режиме (также первом режиме Джонсона) чешуекрылые движутся в одном направлении в течение своей короткой жизни и не возвращаются. Примером может служить бабочка Ascia monuste , которая размножается во Флориде, но иногда мигрирует вдоль побережья на расстояние до 160 километров, чтобы размножаться в более подходящих районах.
Во втором режиме (третьем по Джонсону) миграция происходит в место гибернации или летнего периода, где они претерпевают диапаузу, и то же поколение выживает, чтобы вернуться. Классический пример - бабочка нимфалида- монарх ( Danuas plexippus ).
Адвентивный
Виды, обнаруженные в неожиданных местах ( адвентивные виды ), не считаются мигрирующими видами, поскольку они не покинули свою среду обитания самостоятельно. Примерами являются виды, завезенные в виде яиц или гусениц вместе с их растениями-хозяевами, или особи, выращенные коллекционером, но уцелевшие. Примером интродуцированного вида является Galleria mellonella , которая встречается во всем мире, потому что ее разводят в качестве корма для содержащихся в неволе птиц и рептилий. Иногда бывает трудно решить, является ли вид адвенционным или мигрирующим. Мигрирующие виды, такие как Chrysodeixis chalcites и Helicoverpa armigera , смогут добраться до Западной Европы самостоятельно, но также распространены в теплицах .
Сезонная миграция
Миграция чешуекрылых часто бывает сезонной . У видов, все особи которых мигрируют, популяция перемещается между районами летом и зимой или в сухой и влажный сезон.
Для видов, у которых мигрирует только часть популяции, сезонную миграцию определить сложно. Они могут поддерживать себя в части своей среды обитания, но также могут достигать районов, где они не могут создать постоянную популяцию. Они живут там только в наиболее благоприятное для вида время года. Некоторые виды имеют обыкновение возвращаться на постоянное место жительства в конце сезона.
Отличие от миграции птиц
Важное отличие миграции птиц заключается в том, что отдельная бабочка или моль обычно мигрирует в одном направлении, в то время как птицы мигрируют туда и обратно несколько раз в течение своей жизни. Это связано с короткой продолжительностью жизни имаго . Удивительно, но, в отличие от птиц, монарх не получает от родителей инструкций по навигации для миграции. Виды, которые мигрируют туда и обратно, обычно делают это в разных поколениях. Однако есть некоторые исключения:
- Знаменитая миграция бабочки-монарха в Северной Америке. Этот вид мигрирует туда и обратно в одном поколении, хотя он завершает только часть пути в обоих направлениях в этом поколении. Ни один человек не завершает весь путь, охватывающий несколько поколений. Имаго последнего летнее поколение рождаются в Северной Америке, мигрирует в Мексику, Флориду или Калифорнию и остается там в течение зимы. После зимы мигрирует обратно на север для размножения. Через пару поколений монарх мигрирует на север, в Канаду.
- Миграция богонгской бабочки в Австралии. Этот вид мигрирует летом из юго-восточной Австралии в австралийские Альпы, чтобы избежать жары. После лета возвращается к размножению.
Экосистема
Климат здесь умеренный и чуть влажный в летние периоды. Самая высокая температура 22 по Цельсию, а в холодное время 5-7 градусов. Горная местность, покрыта лесами, преимущественно растут пихта, дуб, сосна, кедр и можжевельник. Есть участки с альпийскими лугами. Выбирая место укрытия, монархи отдают предпочтение пихтовым и сосновым лесам - такой микроклимат им больше всего подходит.
В регионе обитают олени, серые лисицы, американские кролики, грифы-индейки, вороны, колибри и другая живность
Бабочки монархи учились летать в Мексике
Бабочки монархи знамениты своими дальними путешествиями: эти легкие создания каждую осень летят из Канады в Мексику, преодолевая расстояние в три тысячи километров. Как появилась эта их удивительная особенность, очевидно гибельная для большинства особей? Предполагалось, что миграции бабочек возникли во время потепления климата, так что изначально оседлые бабочки постепенно распространялись к северу со своей экваториальной родины. Но генетический анализ, выполненный международной командой ученых, показал, что сценарий становления миграций был иным. Длительные миграции появились на основе коротких, которые были изначально характерны для популяций североамериканских субтропиков. Направленное изменение одного лишь гена способствовало укреплению мышц крыльев и, соответственно, позволяло выполнять всё более далекие перелеты. Этот ген четко выявляется при помощи известных методик изучения эволюции.
Миграции животных и история происхождения миграций до сих пор остаются интереснейшей загадкой для науки. Действительно, почему лососи упрямо возвращаются из моря в свою родную реку на нерест, проплывая для этого сотни километров, прыгая вверх по водопадам, преображаясь внешне и внутренне — и всё только затем, чтобы отнереститься в положенном месте и умереть? А угри пускаются в еще более долгое путешествие на 8000 км: стартуя из европейских рек, плывут с глубинными течениями к Саргассову морю. И, опять же, только затем, чтобы отложить икру и погибнуть среди бурых саргассов посреди Атлантики. Молодь угрей — лептоцефалы — влекомые Гольфстримом возвращаются в реки Европы, повторяя судьбу родителей. Мигрируют многие птицы, пролетая над океанами половину земного шара. А еще можно вспомнить миграции леммингов и саранчи, поразительные по своей массовости и расстояниям. И в каждом случае встает вопрос: почему животные пускаются в путь? Ведь часто это невыгодно с точки зрения выживания: по ходу долгого и нелегкого маршрута погибает значительная доля путешественников, до конечной точки добираются немногие.
Решать эту эволюционную загадку можно с помощью генетики: посмотреть, какие гены изменяются, чтобы обеспечить мигрантное поведение вида. Именно так и поступили генетики, взяв за основу «гены миграций» у бабочек монархов. Для выполнения этой работы собралась международная команда из нескольких научных лабораторий мира: Шанхайского института физиологии растений и экологии (Китай), Чикагского университета (США), Медицинской школы Массачусетского университета (Вустер, США), Стэнфордского университета (США), Хельсинкского университета (Финляндия), Университета Кордовы (Испания), Квинслендского университета (Брисбен, Австралия).
Бабочки монархи Danaus plexippus представляют собой превосходный пример мигрантного вида. Эти нежные создания с легкими крылышками могут перемещаться во время сезонных миграций на 3000 км, переправляясь из умеренных районов Канады в Мексику. Там они зимуют и не размножаются. Зато весной, в марте, миллионы их собираются в стаи и устремляются обратно к северу; оставляя на своем пути яйца на развод следующих поколений, они погибают. Их дети и внуки продолжают неудержимое движение на север, также обзаведясь по пути потомством. До исходных северных территорий добирается уже третье или четвертое поколение монархов, отправившихся осенью в Мексику. Также монархи летят из Мексики в Южную Америку, известны трансатлантические перелеты монархов, мигрируют и популяции монархов Африки и Австралии. У Набокова найдем: «Бабочка стремится на юг, на зимовку, но разумеется гибнет, не долетев до тепла».
Как естественный отбор поддержал такую изумительную расточительность, воспитав в этих легких созданиях выносливость и целеустремленность? Ведь большинство видов этого рода (Danaus), равно как и многие популяции монархов, оседлые и никуда не мигрируют, обосновавшись в тропиках и экваториальной части материков. Этим популяциям незачем пускаться в путь, они могут спокойно размножаться, оставляя несколько поколений потомства ежегодно в одном и том же месте.
Миграция монархов — явление одновременно зрелищное и загадочное — вызывает немало споров среди ученых. Классическое объяснение предполагает, что этот вид появился в экваториальной зоне Центральной Америки. Основу его составляли оседлые популяции. При наступившем потеплении после конца ледникового периода и возрастании численности особей вид стал расширять свой ареал, переселяясь в том числе и в северные районы Америки. Однако там условия не подходили для зимовки, поэтому северные популяции были вынуждены выработать навыки длительных путешествий, преобразовав для этого свой жизненный цикл. Такая интерпретация смотрится логично. Но оказалось, что здравое логичное объяснение не подтверждается генетическими фактами. Дело обстояло как раз наоборот: мигрантные особи американских субтропиков дали начало оседлым популяциям тропиков и экватора, а также расселись по всему миру.
Чтобы выяснить происхождение миграций, ученые проанализировали около сотни геномов монархов и их ближайших родичей из разных популяций, мигрантных и оседлых. У мигрирующих популяций Мексики (мигрирующих хотя бы на короткие дистанции) генетическая вариабельность по однонуклеотидным заменам оказалась гораздо выше, чем во всех других частях света, а также выше, чем у оседлых соседей. Кроме того, у мексиканских популяций оказалась повышена доля гетерозиготных аллелей по многим генам, тогда как у популяций Центральной и Южной Америки, Европы, Африки и островов карибского бассейна и Тихого океана выше была доля гомозиготных генов. Доля гомозигот увеличивалась по мере увеличения удаленности популяций от Мексики. Это позволило предположить, что бабочки монархи начали свой эволюционный путь именно из Мексики, от популяций, совершающих короткие сезонные миграции. Они расширяли свой ареал вместе с распространением основного кормового растения — ядовитого ластовника Asclepias.
Мексиканские бабочки монархи стали расселяться из Мексики в Центральную Америку, оттуда в Южную Америку, попутно обосновавшись на островах Карибского бассейна. Другая волна расселения отправила бабочек через Атлантику в район современной Португалии, а оттуда условия позволили бабочкам перелететь в Южную Европу и Северную Африку. Считалось, что монархи появились в Европе лишь в начале XIX века, но, судя по генетическим маркерам, этот «исход» бабочек из Мексики в Европу через острова начался существенно раньше. Третья часть переселенцев освоила тихоокеанские маршруты, объявившись на островах Тихого океана, в Австралии и Новой Зеландии. По мере удаления от центра расселения — от Мексики — популяции оказывались в неблагоприятных, непривычных условиях, их численность резко снижалась, и в результате они теряли внушительную часть исходного генетического разнообразия. Иными словами, исходно мигрантные популяции эволюционировали в сторону увеличения дальности перелетов и использовали эту свою способность для расселения по всему свету. Также они дали начало и оседлым популяциям.
Филогенетическое дерево, построенное на основе анализа однонуклеотидных замен 89 популяций монархов и их ближайших родственников. Оно отражает пути расселения бабочек из субтропиков северной Америки в другие части света. Рисунок из обсуждаемой статьи в Nature
Что же помогло исходным мигрантам развить свою страсть к путешествиям? Как выяснилось, различия оседлых и мигрантных особей обнаруживаются в нескольких генах. Но исследователи отметили один из них с наиболее четкими следами движущего отбора. Так, участок последовательности вокруг нового, «мигрантного», варианта характеризуется сниженной генетической вариабельностью — это показатель недавней дивергенции. Это ген альфа-субъединицы коллагена IV (Collagen alpha-3(IV) chain). Этот белок определяет структуру мышц крыльев, вероятно укрепляя их. Также обнаружилась и высокая эффективность работы этих мышц: у мигрантов мышцы, связанные с полетом, потребляют гораздо меньше энергии. Это позволяет бабочкам лететь без отдыха до тысячи километров. У оседлых особей уровень метаболизма в мышцах крыльев гораздо выше, чем у мигрантов. По-видимому, «мигрантный» уровень метаболизма в обычной жизни вреден, поэтому все оседлые популяции переключились на более высокий уровень метаболизма. При этом остальные мышцы тела и конечностей работают у мигрантов и оседлых особей одинаково.
Этот пример показателен в нескольких аспектах. Во-первых, философская сторона дела: в природе не всегда верно то, что на первый взгляд кажется логичнее всего. Во-вторых, эволюционный урок: длительные миграции монархов появились не на пустом месте, а благодаря существующему уже заделу: способности к коротким сезонным миграциям. Стимулом для становления длительных миграций было, по-видимому, распространение основного кормового растения этого вида. Для вырабатывания навыков длительных полетов оказалось достаточным изменение небольшого числа генов, регулирующих структуру мышц крыльев и эффективность их метаболизма. Эти гены четко выявляются при помощи известных методик изучения генетической эволюции.
Источник: Shuai Zhan, Wei Zhang, Kristjan Niitepõld, Jeremy Hsu, Juan Fernández Haeger, Myron P. Zalucki, Sonia Altizer, Jacobus C. de Roode, Steven M. Reppert & Marcus R. Kronforst. The genetics of monarch butterfly migration and warning colouration // Nature. 2014. DOI:10.1038/nature13812.
История
В 1940 году канадский энтомолог Фред Уркварт со своей супругой и коллегой Норой взялись за проект по изучению перелётных путей бабочек вида "монарх". Сначал они нашли отдельные точки зимовки особей в США, но подметили кое-что странное. После перелёта бабочек в Техас, они куда-то пропадали. И только в 1975 году было обнаружено место впечатляющее своим масштабом, куда эти бабочки и прятались - высоко в горах, ближе к облакам. С тех пор это место стало известной мировой достопримечательностью.
Профессор Фред с женой Норой Профессор Фред с женой НоройМногие люди мечтают здесь побывать и собственными глазами увидеть этих крылатых насекомых, да ещё в таком количестве. Бывший президент Мексики Хосе Лопеса, еще до включения заповедника в список Юнеско, сделал эту площадь природоохранной зоной. Парламент Мексики до сих пор с любовью охраняет это волшебное место и на сегодняшний день нагорье находится в статусе «Национальный Биосферный заповедник». Зимой здесь происходят чудеса - все деревья и листья меняют цвет с зелёного на оранжевый, бабочки буквально облепляют их и даже разговаривают с ними. Стоит отметить, эти бабочки очень дружелюбные - они сами садятся людям на руки и совершенно их не боятся.
СОДЕРЖАНИЕ
- 1 Определение
- 1.2 Сезонная миграция
- 3.1 Примеры перелетных чешуекрылых
Данаида-монарх – бабочка, перелетающая океан
Это крошечное и прекрасное насекомое - бабочка монарх - может совершать миграционные перелеты на тысячи километров, точно достигая места, которое оно ранее никогда не видело. Например, некоторые монархи перелетают из Новой Шотландии (Канада) в горы, расположенные на западе от Мехико, преодолевая иногда в общей сложности расстояние в 5000 километров. Они летят не только на то же самое место, куда мигрировали их предки, но и очень часто прилетают на то же самое дерево!
Бабочка монарх может лететь при спокойном ветре со скоростью около 50 километров в час, и значительно быстрее при попутном ветре. Обычно эти бабочки перемещаются низко над землей, однако они были обнаружены и на высоте 3500 метров.
Известно, что эти насекомые способны пролетать более чем 600 километров над водой без остановки в течение 16 часов. Перелёт расстояния в 5000 километров занимает от восьми до десяти недель, причем летят они только в дневное время.
Даже если взять и переместить монархов на сотни километров от их маршрута, они всё равно найдут своё место назначения. Как же им удаётся совершать этот удивительный подвиг? По сей день никто из учёных не может дать точного ответа на этот вопрос. По всей видимости, в их голове и в грудной области находится магнитный материал, что помогает им использовать магнитное поле Земли.
Однако большинство учёных полагают, что магнетизм Земли дает им только общее направление. Бабочка монарх используют положение солнца для большинства своих перелётов с целью определения своего местонахождения на поверхности земли.
Что придаёт миграции ещё более сенсационный характер, так это то, что из-за короткого жизненного цикла бабочки монарха многие особи никогда раньше не были в том месте, к которому они направляются. Несмотря на это, а также на то, что в пути они много раз останавливаются, чтобы попить нектар, или часто их сдувает с маршрута ветрами, они безошибочно совершают необходимые исправления, чтобы вернуться к месту, откуда их родитель (или иногда даже прародитель) начал свой перелёт.
Бабочка монарх является единственным известным насекомым, которое ежегодно в ходе миграции преодолевает большие континентальные расстояния. В Северной Америке разделяют две основные мигрирующие группы. Ареал Восточной популяции расположен на востоке Скалистых гор; около 300 миллионов особей этих бабочек мигрируют из северной части Новой Шотландии и оседают примерно в 13 местах Неовулканических Гор в Мексике (где-то 250–50 км на запад от Мехико), занимая при этом в 25 гектаров. Отдельные деревья могут давать приют до 100 000 особям за один раз, в то время как на местах миграции может пребывать до 50 миллионов особей!
Некоторые бабочки сдуваются на восток к Бермудам. Оттуда они летят без остановки к Багамским островам, а затем к Кубе, Ямайке, Испаньёле (Гаити) и Пуэрто-Рико, а также на места зимовки в Гватемале. Западная популяция обитает в долинах на западе Скалистых Гор, и зимует в местах, протягивающихся от Залива Бодега в северной Калифорнии до Баджи, Мексика. Мало что известно о миграциях монарха Южной Америки. В других частях мира обитают также бабочки монарха, которые не мигрируют.
Миграция чешуекрылых - Lepidoptera migration
Многие популяции чешуекрылых ( бабочки или мотыльки ) мигрируют , иногда на большие расстояния, в районы, которые подходят только часть года, и обратно. Чешуекрылые мигрируют на всех континентах, кроме Антарктиды, в том числе из субтропических и тропических областей или внутри них . Мигрируя, эти виды могут избежать неблагоприятных обстоятельств, включая погоду, нехватку пищи или перенаселение. У некоторых видов чешуекрылых все особи мигрируют; в других мигрируют только некоторые.
Самая известная миграция чешуекрылых - миграция восточной популяции бабочки-монарха, которая мигрирует из южной Канады к местам зимовки в центральной Мексике. В конце зимы / начале весны взрослые монархи покидают Трансвулканический горный хребет в Мексике в более северный климат. Происходит спаривание, и самки начинают искать молочай, чтобы отложить яйца, обычно сначала в северной Мексике и южном Техасе. Гусеницы вылупляются и развиваются во взрослых особей, которые перемещаются на север, где большее количество потомков может дойти до центральной Канады до следующего миграционного цикла.
В Danaids в Южной Индии являются видными мигранты, между Восточной Гат и Западной Гаты . В этом будут задействованы три вида: Tirumala septentrionis , Euploea core и Euploea sylvester . Иногда к ним присоединяются анютины глазки лимонные ( Junonia lemonias ), обыкновенная эмигрантка ( Catopsilia pomona ), желто-коричневый костер ( Acraea terpsicore ) и голубой тигр ( Tirumala limniace ).
Местоположение заповедника
Располагается биосферный заповедник в мексиканском штате Мичоакан и частично охватывает штат Мехико. Территория заповедника представляет из себя горную и лесистую местность на высоте 3000 метров над уровнем моря. Площадь составляет 5600 кв. километров. Естественной причиной его возникновения стал Транс-мексиканский вулканический пояс, - разломы и трещины здесь повсюду. Природа сотворила идеальное пристанище для зимовки бабочек с ноября по март. По приблизительным подсчетам зимует их здесь около миллиарда особей. (седьмая часть населения планеты Земля!)
Читайте также: