Takie różne, a jednak takie podobne!
Choć poszczególne stadia rozwojowe motyli: jajo, gąsienica, poczwarka oraz imago są zupełnie niepodobne do siebie, to wszystkie są bardzo silnie narażone na pożarcie. Łuskoskrzydłe cały czas pozostają nader apetyczne dla owadożerców: soczyste, mięsiste, tłuściutkie, kruche, nierzadko też bezbronne. Gustują w nich zarówno bezkręgowce (zwłaszcza pająki i ważki) jak i kręgowce (od płazów przez jaszczurki po ptaki i ssaki). Straszliwym zagrożeniem są również parazytoidy tj. błonkówki i muchówki znoszące jaja wgłąb ciała gąsienic motyli i ciem. Ich czerwie zjadają gąsienicę od środka. Szereg gatunków ptaków, z sikorami na czele, wzięto pod ochronę właśnie dlatego, że bronią naszych plonów przed ćmami, pożerając ogromne ilości jaj, gąsieniczek i poczwarek tych nocnych motylków. Kukułka podlega u nas ochronie gdyż jako jeden z nielicznych ptaków gustuje we włochatych i parzących gąsienicach, omijanych przez większość awifauny.
Ewolucyjny wyścig zbrojeń
Między motylami a polującymi na nie drapieżcami od milionów lat trwa ewolucyjny wyścig zbrojeń. Łuskoskrzydłe w geologicznej skali czasu (milionów lat) zmieniały swoje zachowania oraz wygląd. Ich najważniejsze adaptacje to:
- toksyczność dla potencjalnego drapieżcy
- udawanie toksycznego mimo braku trucizny w ciele
- ubarwienie ostrzegawcze (aposematyzm)
- ubarwienie maskujące (mimikra)
- wtapianie się w otoczenie przez odpowiednie kształty i zachowanie (kamuflaż).
Ciemność widzę!
U pewnych motyli i ciem wykształciły się jeszcze inne dostosowania np.: przezroczystość. Rosnąca presja ze strony ptaków, łowiących owady głównie w dzień, sprawiła, że większość współczesnych motyli to aktywne nocą ćmy. Z czasem do gry włączyły się drobne kręgowce zdolne do aktywnego lotu nocami: nietoperze, a potem lelki. Nietoperze nauczyły się „widzieć” swoje ofiary emitując ultradźwięki. Ćmy dostosowały się do tego zagrożenia nauczywszy się słyszeć ultradźwięki swoich łowców, nie odbijać ich (tylko pochłaniać) albo samemu je zagłuszać własnymi kontr-sygnałami. Niektóre z ciem powróciły do dziennego trybu życia. Dość wspomnieć nasze urocze kraśniki, część niedźwiedziówek i miernikowców.
Ryc. Kraśniki rogaliki (kraśniki komonicowce)
https://pl.wikipedia.org/wiki/Kraśnik_rogalik#/media/Plik:Zygaena_loti_(42924697051).jpg
.jpg){kind=link}
_Zygaena_loti_loli_-_Amiel_Tarn_France_-_female_dorsal.jpg){kind=link}
Broń chemiczna
Sporo łuskoskrzydłych stało się trującymi dla owadożerców. Część z nich wytwarza toksyny samodzielnie. Wspomniane wcześniej kraśniki produkują cyjanowodór. Gąsienice paziowatych rażą cuchnącą cieczą ze swoich osmateriów. Wiele ciem i motyli dziennych pobiera jednak gotowe trucizny z roślin, po czym pieczołowicie gromadzi je w swoich tłustych ciałach. Tak postępują nasze zarówno pazie rodzime dla Polski jak i ich znacznie okazalsi kuzyni, prezentowani w motylarniach, nierzadko mocno przetrzebieni przez kolekcjonerów. Jady roślinne sekwestruje m.in. danaid wędrowny (monarch, monarszka księżna) z USA, wreszcie wiele ciem. Doskonale znanym przykładem może być rodzima i dla Polski proporzyca marzymłódka, magazynująca na etapie gąsienicy jady starców – ziół z rodziny astrowatych, mylonych niekiedy z dziurawcem.
Ryc. Danaid wędrowny (monarszka księżna)
https://pl.wikipedia.org/wiki/Danaus_plexippus#/media/Plik:Monarch_butterflies_cluster_in_SC_3.jpg
Czego Jaś się nie nauczy, tego Jan nie będzie umiał!
Rozmaitości mechanizmów pozyskiwania i gromadzenia trucizn odpowiada równie wielka rozmaitość mechanizmów uczenia się owadożerców. Wiele kręgowców uczy się przez doświadczenie. Kiedy raz zaatakują kontrastowo umaszczonego motyla, a potem dotkliwie się zatrują lub poparzą, to następnym razem nie będą chwytać tak ubarwionych insektów. Niektóre drapieżniki nie muszą się uczyć, bo już w genach, a potem architekturze połączeń nerwowych, mają gotowy zapis: „Nie rusz! Zostaw w spokoju!”
Mnie tu nie ma!
Kamuflaż polega na niewyróżnianiu się z otoczenia. Stąd zielone barwy jajek i gąsienic widywanych na żywych liściach, a brązowe kolory jajek i gąsienic bytujących na drewnie czy pośród uschłych, równie brunatnych liści. Czasem cała larwa przypomina gałązkę bądź liść. Trafiają się imitacje ptasich kup (larwy znanego z motylarni pazia polytesa, inaczej mormona zwyczajnego Papilio polytes). Mnóstwo ciem, a z dziennych piękności prezentowanych u nas Kallima inachus znika na tle kory drzew, złożywszy skrzydła.
Ryc. Paź polytes inaczej mormon zwyczajny Papilio polytes
https://en.wikipedia.org/wiki/Papilio_polytes#/media/File:Common_Mormon_Female.jpg
https://en.wikipedia.org/wiki/Papilio_polytes#/media/File:Male_mormon_cyrus.jpg
Ryc. Kalima pomarańczowa (indyjska) Kallima inachus – wierzch (skrzydła rozłożone)
https://en.wikipedia.org/wiki/Kallima_inachus#/media/File:Kallima_inachus_at_Gunma_Insect_World.jpg
Ryc. Kalima pomarańczowa (indyjska) Kallima inachus – spód (skrzydła złożone)
https://en.wikipedia.org/wiki/Kallima_inachus#/media/File:Kallima_inachus_qtl1.jpg
Aktorzy motylowego świata
Mimikra ma we współczej biologii szersze znaczenie niż w dzisiejszych słownikach języka polskiego. Najogólniej oznacza upodobnienie się do innych. Aktor w toku ewolucji coraz bardziej przypomina swój wzorzec. Kiedy zarówno naśladowca, jak i oryginał faktycznie są trujące mówimy o mimikrze müllerowskiej. Kiedy groźny jest tylko oryginał mamy do czynienia z mimikrą batesowską. Przykładem batesowskiej sa nasze przezierniki Sesiidae udające osy oraz część fruczaków naśladująca trzmiele.
Ryc. Przeziernik osowiec Aegeria apiformis
Ryc. Fruczak trutniowiec Hemaris tityus
Zebry świata motyli
Powszechnie znanym właśnie z motylarni przykładem kompleksu müllerowskiego są zebry Heliconius. Egzemplarze dorosłe rozmaitych motyli-zebr Heliconius bywają tak podobne do siebie, że nawet doświadczonym hodowcom i uczonym ciężko je odróżnić bez analiz genetycznych. Nasi przodkowie mieli gorzej! Musieli chwytać te śliczne owady, a potem wypreparowywać im pod mikroskopem genitalia, uważając by samemu się nie zatruć.
Ryc. Zebra charytonia Heliconius charithonia
Ryc. Zestawienie rozmaitych morf i gatunków Heliconius
Wiem, że nic nie wiem!
Naukowcom i nauczycielom niekiedy wydaje się, że już wszystko wiemy o poszczególnych rodzajach mimikry, obserwowanych u motyli. Nowsze badania zakwestionowały jednak sporo „pewników” z dawnych podręczników. Amerykański pokłonnik wicekról (wicekról arcybiskup) Limenitis archippus, kuzyn polskich pokłonników, przez dziesięciolecia uchodził za typowy przykład mimikry batesowskiej jako jadalny naśladowca niespokrewnionego z nim, a toksycznego monarchy. Okazuje się, że wicekrólem też można się straszliwie zatruć. Mamy tu więc do czynienia z mimikrą müllerowską! Oczy na skrzydłach motyli, naszych pawich oczek, jak i wielu egzotów, traktowano dawniej jako typowe odstraszacze, naśladujące pysk jakiegoś sporego drapieżcy. Dziś bywają interpretowane odmiennie – jako sygnał aposematyczny o przykrym smaku i/lub truciznach w ciele danego owada. Ich kształty i barwy zbliżone do oczu kręgowców uważa się za nieuniknioną konsekwencję dróg rozchodzenia się barwników po skrzydle owada, determinowanych prawami fizyki i chemii.
Ryc. Pokłonnik wicekról
Lustereczko powiedz przecie, kto jest najbardziej szklisty w świecie?
Znacznie rzadszym przystosowaniem od wyżej omówionych jest przezroczystość. U motyli, w ogóle u zwierząt lądowych, spotyka się ją rzadziej niż u organizmów wodnych. O ile przezroczyste jak szkło są liczne wrotki, świeżo wyległe rybki, larwy węgorza, a nawet ogromne, drapieżne wioślarki jak Leptodora, o tyle szklistych owadów wyewoluowało niewiele. Jednak w naszych motylarniach mamy i takie! Przede wszystkim gretę („lustereczka”) Greta oto.
Ryc. Greta oto
Wykorzystane źródła:
Capinera, J. (2008). Butterflies and moths. Encyclopedia of Entomology. Vol. 4 (2nd ed.). Springer. pp. 626–672.
Dzik, J. (2015). Zoologia. Wyd. UW, Warszawa.
Eacock, A., Rowland, H., …Saccheri, I. (2019). Adaptive colour change and background choice behaviour in peppered moth caterpillars is mediated by extraocular photoreception. Communications Biology. 2(1): 286.
Jones, G., Waters D. (2000). Moth hearing in response to bat echolocation calls manipulated independently in time and frequency. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences. 267 (1453): 162-1632.
Kricher, J. (1999). A Neotropical Companion. Princeton University Press.
Kristensen, N. (ed.) 1999. Lepidoptera, Moths and Butterflies. Volume 1: Evolution, Systematics, and Biogeography. Handbook of Zoology. A Natural History of the phyla of the Animal Kingdom. Vol. IV Arthropoda: Insecta/Part 35. Walter de Gruyter, Berlin, New York.
Meyer, A. (2006). Repeating patterns of mimicry. PLOS Biology. 4(10): e341.
Ritland, D., Brower L. (1991). The viceroy butterfly is not a Batesian mimic. Nature. 350(6318): 497–498.
Santos, J., Cannatella, D.C. Cannatella, D. (2003). Multiple, recurring origins of aposematism and diet specialization in poison frogs. Proceedings of the National Academy of Sciences. 100(22): 12792–12797.
Autor – Adam Kapler