Будова метелика

Тіло дорослого метелика складається з трьох відділів: голови, грудей та черевця.

Будова голови метелика

на голові добре помітні великі, майже напівсферичні складні очі та пара довгих членистих антен (вусиків), що відходять від лобової частини між очима.

На нижній стороні голови розташовується ротовий апарат. У денних метеликів це хоботок, що скручується в спіраль, утворений з'єднаними між собою, але не зрощеними зовнішніми лопатями нижніх щелеп (дві його половинки можна легко роз'єднати шпилькою). Через хоботок метелик висмоктує нектар за допомогою схожого на ковальські міхи глоткового насоса.

Майже завжди на всі боки хоботка розташовуються 3-членикові густо покриті лусочками сенсорні органи – нижньогубні щупики.

Будова тіла метелика

Груди складається з трьох сегментів: передньо-, середньо- та задньогрудей. Кожен несе по парі ніг. Членисті ноги складаються з п'яти сегментів: тазик, вертлуг, стегно, гомілка та лапка.

У метеликів ноги служать в основному для закріплення на певному місці і тільки потім - для пересування, тому лапки оснащені цілим набором пристроїв для фіксації на різних поверхнях. У деяких метеликів на ногах розташовані смакові рецептори: до того, як такий метелик торкнеться кінцівкою солодкого розчину, він не розгорне хоботок і до їжі не приступить.

Середньо- та задньогруди несуть по парі крил. Як і в інших комах, вони укріплені системою трубчастих утворень, які називають жилками. Жилки виконують двояку функцію: по-перше, каркасну, по-друге, у порожнині трубок проходять трахеї та нервові волокна. За формою крил та розташування жилок в основному відбувається розпізнавання видів та диференціація.

Брюшко приблизно циліндричне і складається з 10 сегментів, з яких два або три останні перетворені на зовнішні полові придатки (геніталії). Форма останніх широко варіює і часто використовується як діагностична ознака при визначенні видів метеликів.

Тіло метелика та придатки зовні покриті твердим захисним шаром (кутикулою), який у свою чергу складається із трьох шарів. Перший, тонкий і ніжний – епікутикула, другий – екзокутикула – твердіший і злитий з внутрішнім шаром ендо-кутикулою. Останні два шари складаються із щільної тканини, утвореної хітином та полібілковими структурами, пов'язаними між собою хімічними сполуками.

Хітін - унікальний винахід природи, при вражаючій легкості він дуже міцний, нерозчинний в органічних розчинниках і навіть у лугах. Все тіло, за винятком складних очей, повністю покрите волосками та щетинками.

Крила метелика

У метеликів дві пари крил - саме в них краса цих тендітних створінь. У метеликів обидві пари крил літальні; надкрил, характерних для жуків та прямокрилих, немає. За своєю природою крило двошарове і утворене верхньою і нижньою бічними складками тіла.

Крила посічені поздовжніми та поперечними жилками, трубкоподібними розширеннями пластинки крила. Жилки виконують двояку функцію: по-перше, каркасну, по-друге, у порожнині трубок проходять трахеї та нервові волокна.

За формою крил та розташування жилок в основному відбувається розпізнавання видів та диференціація.

На малюнку представлена ​​схема жилкування крила: Sс - субкостальне жилка, R - радіальні, М - медіальні, Сu - кубітальні, А - анальні жилки.

Крила вкриті лусочками, що утворюють на їх поверхні пилок, - цього немає в жодних інших представників тваринного світу.Це видозмінені волоски, що є на крилах багатьох комах. Кількість лусочок може бути дуже велика — кілька сотень тисяч деяких видів!

Форма та призначення лусочок різні. Насамперед існують пігментні та оптичні лусочки, що визначають забарвлення крил. Перші містять барвник меланін і відповідають за основне забарвлення. А другі, пропускаючи промені світла крізь власну структуру, переломлюють їх, викликаючи явища інтерференції (за принципом призми). Ось чому під різними кутами освітлення крила метелика набувають нових кольорів та відтінків. Завдяки цьому крила метеликів робляться металево-блискучими і такими, що переливаються - особливою красою відрізняються вони у тропічних метеликів.

Лусочки, покладені на крилі метелика, подібно до черепиці на даху будинку, часто яскраво пофарбовані і утворюють лінії, плями, смуги, розлучення — все те, що називають «рисунком крила» (див. схему нижче). Кількість та розташування деталей малюнка по-різному навіть у близьких видів. Очі, лунки, плями та перев'язі можуть змінювати своє розташування, зміщуватися в невластиві їм місця або просто зникати. Таким чином в основному і визначають метеликів — адже малюнок кожного метелика неповторний.

Забарвлення крил самців і самок метеликів часто зовсім різне. Це явище біологи називають статевим диморфізмом у забарвленні. Більше того, рідко, але зустрічаються особини, що поєднують у собі крила обох статей: ліворуч - з забарвленням самця, праворуч - самки, або навпаки. Такі генетично спотворені екземпляри звуться «гінандроморфи».

Дивні пахучі, або андроконіальні, лусочки. Щоб молекули запашної речовини легше випаровувалися з поверхні крила, кінчики цих лусочок закінчуються пензликом волосків.У період шлюбних церемоній одні метелики при зустрічі шукають вусиками пахучі лусочки і за їхнім ароматом обирають свого партнера. І відстань не перешкода: самці знаходять подруг по запаху за кілька кілометрів! Іноді запах метелика настільки сильний, що його може відчути і людина.

Кожне правило у природі має винятки. Існують види, у яких лусочки залишилися тільки по краях крил та вздовж жилок. До таких метеликів відносяться, наприклад, склянки та бражники-джмелевидки. Їхнє черевце розфарбоване яскравими чорно-жовтими смугами і в поєднанні з прозорими вузькими крилами робить цих комах схожими на ос або джмелів.

Є, нарешті, метелики, зовсім позбавлені можливості літати. Так безкрилими є самки п'ядениці-обдирало, одноколірної та равликоподібної мішечниць, кистехвостів, деяких коконопрядів. Вони дуже мало схожі на метеликів, швидше нагадуючи хробаків. Тому зустріч статей у цих видів забезпечують крилаті самці.

Внутрішня будова метелика

1 - органи виділення, 2 - середній відділ кишечника, 3 - зоб, 4 - серце, 5 - передній відділ кишечника, 6 - товстий кишечник, 7 - статеві органи, 8 - нервовий вузол, 9 - мозок

Нервова система, Як і у всіх членистоногих, складається з окологлоточного кільця і ​​черевного нервового ланцюжка. Усередині голови, захищеної товстим шаром хітину, знаходиться нервовий вузол, потовщення нервової трубки, що називається головним мозком.

Травний канал бере свій початок з хоботка, розділеного на дві половинки (праву та ліву). Зоб служить переважно для тимчасового зберігання їжі. Іноді його називають смоктальним шлунком. Середній відділ складається із шлунка, насиченого особливими залозистими клітинами, які продукують різні ферменти, завдяки яким відбувається перетравлення їжі.М'язовий шлунок іноді має особливі хітинові вирости, що додатково подрібнюють їжу. Після перетравлення залишки їжі надходять у задню кишку, передня частина якої називається тонкою, та якщо з неї — у пряму кишку.

Дихальна система являє собою густу мережу розгалужених внутрішніх трубочок - трахей, якими повітря, потрапляючи через зовнішні дихальця, доставляється безпосередньо до всіх внутрішніх органів і тканин.

Видільна система - Це пучок тонких трубочок, так званих мальпігієвих судин, розташованих у порожнині тіла. Вони на вершинах замкнуті, а основами відкриваються у кишечник.

Статева система самок складається з двох яєчників, у яких відбувається утворення яєць. Яєчники, переходячи в трубчасті яйцеводи, основами зливаються в єдиний непарний яйцевод, яким зрілі яйця виводяться назовні. У статевій системі самки є сім'яприймач - резервуар, куди надходять сперматозоїди самців. Зрілі яйця можуть запліднюватися цими сперматозоїдами. Органи розмноження самця - це два насінники, що переходять у сім'япроводи.

Де очі у метеликів? Скільки у них очей?

У людини кожне око має один кришталик, палички та колбочки. Палички дозволяють сприймати світло та темряву. Колбочки - це спеціалізовані фоторецептори, кожен з яких налаштований на одну з трьох довжин хвиль, що відповідають червоному, зеленому та синьому кольорам. очі метелика абсолютно різні.

У метеликів складні очі. Замість одного великого ока у них до 17 000 міні очей, кожне з яких має свій кришталик, один стрижень та до трьох колб.

Там, де у нас є фоторецептори для трьох кольорів, у метеликів є фоторецептори для дев'яти відтінків, один з яких – ультрафіолетовий.Це спектр, який людське око не може визначити. Ми повинні світити чорним світлом, щоб сприйняти зміни у цьому сенсі. Тим часом у цих комах цей канал завжди активовано.

Це ультрафіолетове сприйняття дуже важливе для метеликів, тому що дозволяє їм бачити візерунок у квітах. Коли ми бачимо квітку, ми можемо помітити колір пелюсток та контрастну середину. Однак коли ці істоти бачать ту саму квітку, вони ідентифікують її:

У цій статті ми обговоримо, як може виглядати світ перед метеликом із таким складним оком.

Світ фарб очима

Кольори зустрічаються в природі всюди і передають корисну інформацію: квіти використовують кольори, щоб повідомити про наявність нектару, фрукти змінюють колір, коли дозрівають, а птахи та метелики використовують свої кольорові крила, щоб знайти пару чи відлякати ворогів.

Щоб використати цю інформацію, тварини повинні вміти бачити кольори. Люди мають "трихроматичним" колірним зором, що означає, що всі відтінки, що сприймаються нами, можуть бути отримані шляхом змішування трьох основних кольорів - червоного, зеленого і синього. Ми згадували про це вище, пам'ятаєте?

Це тому, що в наших очах є три типи світлочутливих клітин: один тип чутливий до червоного, інший - до зеленого і третій - до синього світла. У різних видів тварин різні типи клітин.

Бджоли також мають усі три типи клітин, але у них є клітини, які виявляють ультрафіолетове світло замість червоного. Метелики зазвичай мають 6 або більше типів світлочутливих клітин.

Очі метелика у складних формах

У найкоротшому поясненні складні очі метелика - це багатогранна різноманітність різних очей. Кожен із них має власну здатність до візуалізації.

У сукупності вони можуть сформувати ширше зображення, в якому охоплює майже 360 градусів зору. Крім того, існує сліпа пляма, яка створюється їх власними тілами. повідомити про це оголошення

Ці тисячі міні-очей відповідають за загальний зір. Вони мають чотири класи рецепторів, які відповідають за широкий зоровий діапазон. Не кажучи вже про те, що вони також використовуються для виявлення ультрафіолетових кольорів та поляризованого світла, як згадувалося вище.

Однак ніхто не може сказати, чи об'єднує ваш мозок ці 17 000 окремих вражень у єдине цілісне поле чи сприймає мозаїку.

Кожне з цих міні-очей отримує світло з крихітної ділянки зорового поля. Вони розташовані так, що світло, що потрапляє до одного з них, не може потрапити і до іншого. Коли щось рухається в цьому полі, палички вмикаються та вимикаються, даючи швидкий та точний сигнал про те, що там щось є.

Ультрафіолетовий зір метеликів

Очі метеликів бачать світло із довжиною хвилі від 254 до 600 нм. Цей діапазон включає ультрафіолетове світло, яке людина не бачить, оскільки наш зір тягнеться від 450 до 700 нм.

Швидкість злиття мерехтіння метелика

Частота злиття мерехтіння більш-менш схожа на "частоту кадрів", яку ви можете бачити на камерах або телевізійних екранах. Це швидкість, з якою зображення проходять через око, створюючи безперервне зображення.

Для порівняння, швидкість злиття миготінь у людини становить 45-53 миготіння на секунду. Однак ця ж швидкість у метеликів у 250 разів вище, ніж у людей, що забезпечує їм чудове зображення, що постійно оновлюється.

Чим корисні очі метелика?

Очі метеликів за принципом роботи дуже схожі на людські очі.Вони використовуються для розрізнення та фокусування на окремих об'єктах, а також у ближній та дальній зоні.

У поєднанні з іншими органами чуття такі органи дають велику перевагу цьому виду комах. Їхні очі ніжні, але дуже функціональні.

Він бачить одночасно у всіх напрямках. Цей тип зору відомий як омні-бачення. Це дійсно дивно, тому що це означає, що метелики можуть бачити та харчуватися квіткою.

У той же час, ліворуч і праворуч від них добре видно будь-який хижак, який може підійти ззаду.

Також унікально те, що очі метеликів тетрахроматичні, тому що, як відомо, вони можуть бачити багато кольорів, які не бачать люди. Крім того, існують відмінності у колірному зорі між різними видами метеликів.

Деякі, наприклад, можуть визначати різницю між червоним та зеленим, а інші – ні. Дослідження показали, що деякі особини визначають ультрафіолетові кольори та виражають жовтий ультрафіолетовий пігмент у своїх крилах.

Невидимий для людського ока цей пігмент може допомогти комахам знайти відповідного партнера, щоб у них було більше часу для цього:

Метелики з винятковим зором

Отже, чи всі очі метеликів мають однакову здатність? Які винятки у зорі цих комах? Про деякі відмінності дивіться нижче.

Бачення метелика-монарха

Серед багатьох дивовижних фактів про метелика-монарха - його складні очі. Вони містять 12 000 окремих зорових клітин, здатних вловлювати високу швидкість злиття мелькань на секунду.

Австралійський метелик ластівчин хвіст

Австралійський метелик ластівчин хвіст ставить решту видів "в туфельку".Замість звичайних 4 класів рецепторів, що використовуються для широкого зору, у неї, як не дивно, п'ятнадцять різновидів фоторецепторів.

Вони повною мірою використовуються для ідентифікації ультрафіолетових кольорових міток з метою спарювання та запилення.

Чи хотіли ви познайомитися з очі метелика Дивовижні здібності, чи не так?

Miguel Moore

Мігель Мур - професійний екоблогер, який пише про довкілля понад 10 років. Він має B.S. отримав ступінь бакалавра наук про довкілля Каліфорнійського університету в Ірвіні та ступінь магістра міського планування Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі. Мігель працював ученим-екологом у штаті Каліфорнія та містобудівником у Лос-Анджелесі. В даний час він працює не за наймом і ділить свій час між написанням свого блогу, консультаціями з міською владою з питань довкілля та дослідженнями стратегій пом'якшення наслідків зміни клімату.