В одной из недавних статей мы упоминали занимательную бабочку –Пестрокрыльницу изменчивую (Araschnia levana) – и её способность менять окраску в зависимости от условий окружающей среды. Это явление, по прежнему остающееся «повесткой дня» в научных кругах, достойно того, чтобы о нём рассказать немного подробнее. Называется оно сезонным полифенизмом.
В 1758 году естествоиспытатель Карл Линней – человек, который для систематики чешуекрылых сделал, наверное, больше, чем кто-либо другой – описал два новых вида бабочек: тёмную Papilio prorsa и ярко-оранжевую Papilio levana. Такой вывод не кажется абсурдным: два этих вида, несмотря на некоторое сходство испода крыльев, всё-таки имели больше отличий. Позже энтомологи пришли к выводу, что обе этих бабочки принадлежат к одному виду, который по каким-то причинам имеет две разные формы. Пестрокрыльница стала называться Araschnia levana, её летняя форма сохранила название Prorsa, а весенняя – Levana. Причиной таких смен окраски как раз и стал сезонный полифенизм.
Сезонный полифенизм – это наличие у одного вида разных окрасок и в некоторых случаях форм, которые они развивают в зависимости от времени года. На генетическом уровне особи обеих форм остаются прежними – меняется только внешний вид. Однако изменчивость в зависимости от сезона, всё-таки, довольно обширное понятие, и перед учёными встала задача понять, как именно происходит эта метаморфоза.
Установить закономерность исследователи пытались как раз на примере Пестрокрыльницы, хотя сезонный полифенизм характерен не только для них. Первым делом исследователи предположили, что причина изменчивости кроется исключительно в температуре, но эта гипотеза была опровергнута: на решающих этапах развития бабочки температура была примерно одинаковой, и в полевых условиях это не могло быть уверенным доказательством. А как ещё насекомое может примерно определить время года? Через длину светового дня!
В следующих экспериментах температуру оставляли одинаковой в обоих случаях – 20 градусов по Цельсию. Но гусеницы Пестрокрыльницы, которые получали более 15,5 часов света в день, вскоре окукливались – ювенильный гормон, отвечающий у насекомых за развитие стадий, работал в ускоренном режиме, провоцируя окукливание. В результате получалась летняя форма с тёмными крыльями. Если же света было меньше, куколкам приходилось «зимовать» – работа гормона замедлялась, диапауза была необходимым временем, чтобы его показатели догнали нужное значение. Бабочки вылуплялись уже на следующий год – у весенней формы крылья были ярко-оранжевого цвета. Так энтомологи сошлись во мнении, что на сезонный полифенизм Пестрокрыльниц влияют два фактора: температура и количество света, причём температура стала неким вспомогательным сигналом: стоит ли продолжать развитие? Или лучше переждать неблагоприятные условия в диапаузе?
Правда, своеобразный выбор цвета крыльев оказался для учёных непонятен. Более тёмная окраска насекомых в большинстве случаев характерна для особей, развивающихся в холодное время – тёмные поверхности быстрее поглощают тепло, тем самым обеспечивая насекомому хоть сколько-нибудь благоприятное существование. Но ведь тёмная форма Пестрокрыльницы летняя! Настоящий парадокс, которому до сих пор не могут найти внятного объяснения.
Сезонный полифенизм характерен для многих животных, насекомых и растений. Простейший пример – песец, меняющий мех на белый в зимнее время. У бабочек Bicyclus anynana изменения окраски зависят не только от температуры, но и от погодных условий. В сезон дождей окраска становится ярче, в сухой сезон – тускнеет. Похожая ситуация наблюдается и у бабочки Junonia almana.
Сезонный полифенизм по-прежнему остаётся «недописанной главой» в научном мире. Проводятся исследования, создаются статьи – всё-таки, есть ещё моменты, представляющие не только научный, но и обывательский интерес, как, например, момент с выбором окраски Пестрокрыльниц. Вполне возможно, что совсем скоро и для нас приоткроется эта завеса тайны – мы вам обязательно об этом расскажем!