Влияние фотопериодического режима и факторов питания на некоторые физиологические особенности бабочек

Тюменский ГМУ, г. Тюмень, Россия

Биологическая ритмичность является универсальным свойством живых организмов самого разного уровня организации [3, 4] и обнаруживается даже среди нефотосинтезирующих микроорганизмов [5, 6]. В основе наиболее хорошо изученных биологических ритмов, тем не менее, лежит именно фотопериодизм (динамические особенности отношения световой и темновой фазы окружающей среды), который выступает ключевым фактором, определяющим временные параметры самых разнообразных биологических функций. Для человека нарушения внешних и внутренних отношений циклических физиологических и биохимических процессов и регулирующих их датчиков времени служат причиной развития десинхронозов [1, 2]. В целом десинхроноз является пагубным для здоровья и продолжительности жизни процессом, а манипуляции с фотопериодическими факторами способны влиять на самые фундаментальные проявления жизнедеятельности [1, 3, 4].

Фотопериодизм, в частности, определяет темп метаморфоза у различных видов насекомых [7]. В данной работе также было показано, что световой режим регулирует продолжительность стадий развития личинок и куколок на примере Drosophila.

В нашей работе мы поставили задачу определить влияние фотопериодического режима и факторов питания на некоторые физиологические особенности других представителей класса Насекомых: бабочек.

Из описанных зоологами полутора миллионов живых существ, населяющих нашу планету, более миллиона видов – насекомые. Многие из них вызывают у людей досаду, отвращение или страх. Но только не бабочки. Трудно назвать других существ, которые бы так восхищали своей сказочной красотой, изяществом полета, разнообразием форм и окрасок.

Интерес к экзотическим видам животных их разведению в домашних условиях сурового континентального климата ежегодно растёт. Бабочки – нежные, красивые создания, символ любви, счастья и благополучия – не оставляют равнодушным не только детей, но и взрослых, однако возможность их разведения кажется не реальной.

Цель исследования: оценить возможность и методы разведения бабочек в искусственной среде, влияние внешних факторов и факторов питания.

Материал и методы: Для проведения эксперимента было отобрано два вида тропических бабочек:

• 1    – Papilio polytes (Парусник Полит).

• 2    – Pachliopta Kotzebuae (Парусник Коцебу).

Критериями отбора послужили:

• –    высокая вероятность выхода бабочек из куколок;

• –    размах крыльев не менее восьми сантиметров;

• –    продолжительность жизни в природе не менее трех дней;

  – яркая окраска.

Для начала эксперимента было проведено два отбора куколок, сразу после получения тридцати куколок бабочек. Первый отбор заключался в том, чтобы осмотреть куколки на предмет внешнего повреждения целостности кокона и в результате у пяти куколок был в значительной степени поврежден кокон. Второй отбор заключался в определении жизнеспособности бабочек. Для начала на куколки распыляли воду, а затем произвели легкие касания самих куколок и из двадцати пяти куколок, прошедших первичный отбор, только двадцать показали признаки жизнедеятельности, а именно начали двигаться. Куколки, не прошедшие отбор, из эксперимента исключены не были, однако ни одна из данных куколок бабочек признаков жизни не подала.

Сразу после проведения отбора, бабочки были разделены на две группы и помещены в равные условия, а именно: куколки бабочек были помещены в два инсектария, где поддерживалась постоянная влажность (около 70%), необходимая куколкам для созревания, и температура воздуха 28-29 С .

Различие состояло в продолжительности светового дня: первая группа (группа А) – 16 часов, вторая группа (группа Б) – 8 часов.

Результаты и обсуждение: Именно фотопериодический фактор оказывает основное влияние на процесс созревания куколки: чем больше продолжительность светового дня, тем раньше из куколки вылупиться бабочка. Процент вылупления бабочек составил 100% (в естественной среде он составляет 85-88%).

Экспериментальная фаза исследования состояла их трех этапов:

Первый этап. Для того чтобы избежать драк между бабочками с одной стороны, и изучения влияния подвижности на продолжительность жизни с другой стороны, некоторых из них мы поместили на второй день в специальные треугольные анатомические конверты (шириной 1 сантиметр). Как и предполагалось, лапки этих бабочек начинали атрофироваться, движения крыльями становились медленнее. Чтобы полететь, бабочке было необходимо посидеть в свободном пространстве около получаса.

Второй этап. Для определения возможности обитания тропической бабочки в квартире, некоторых особей оставили в свободном полете в комнате, и результат был таков: из-за сильной сухости воздуха в квартире, крылья бабочек начинали постепенно высыхать и ломаться при ударе о стекло или стену. Вот почему бабочки, особенно столь крупные обитают во влажном климате. Что бы избежать процесса разрушения крыльев, приходилось опрыскивать их водой. А бабочки, находящиеся в постоянном климате инсектария, оставались целыми день ото дня.

Третий этап. В исследовании использовали как женских, так и мужских особей. Их можно хорошо различить по размеру и окраске. Спаривание бабочек ни в одном случае успехом не увенчалось. Как стало известно из литературных источников, для того чтобы спаривание произошло бабочкам необходимы естественные условия обитания, которые воссоздать в условиях квартиры невозможно.

В связи с тем, что искусственная среда кардинально отличается от естественной среды обитания бабочек, то возникает необходимость в кормлении бабочек. В естественной среде бабочка сама находит себе пропитание - питается нектаром растений. Однако в условиях квартиру бабочек необходимо подкармливать. Для того чтобы накормить бабочку, ее берут у основания крыльев и садят на край блюдца. В «сердцевину» блюдца капают несколько капель сахарного сиропа. Бабочка сама раскрывала хоботок, однако в нескольких случаях этого не происходило и хоботок раскрывали при помощи иголочки. Но уже начиная со второго дня кормления все бабочки самостоятельно раскрывали хоботок, что свидетельствует о модификационной изменчивости. Съев необходимую долю сиропа бабочка сама улетала с блюдца и садилась на шторы. В день одна бабочка употребляла около 0,05 мл сиропа. При этом те бабочки, которые питались медовым сиропом (мёд : вода = 1 : 4), прожили на несколько дней дольше (в среднем на 1-3 дня), чем бабочки, питающиеся сахарным сиропом (сахар: вода = 1:4). Разница в продолжительности жизни бабочек, питающихся медовым и сахарным сиропом, объясняется тем, что при окислении мёда в организме выделяется больше энергии (т.к. мёд – сложный углевод, а сахароза - моносахарид). Следовательно, при одинаковом объеме съеденной пищи, бабочки из медового сиропа получали больше энергии, а значит, могли больше двигаться или же дольше находиться без еды.

Выводы:

• 1.    Для выведение бабочки из куколки необходимо создать соответствующие условия – влажность, температура воздуха, освещение.

• 2.    Продолжительность светового дня влияет на скорость созревания куколки – чем больше света, тем быстрее созреет куколка.

• 3.    Размножение бабочек возможно лишь в естественной среде.

Обитание тропических бабочек в квартире как таковое возможно, уход за ними не составляет труда, необходимо лишь подкармливать и опрыскивать их водой, однако размножение бабочек вне воли невозможно.