Экспериментальное изучение изменчивости у бабочек

При изучении класса насекомых мы неоднократно встречались с яркими примерами изменчивости, либо непосредственно наблюдаемыми в природе, либо искусственно воспроизводимыми в условиях эксперимента. Знакомиться с ними приходилось главным образом по литературным данным, однако есть одна область, где экспериментальная работа вполне доступна и натуралистам-любителям и юннатским кружкам (в летние месяцы) — речь идёт об искусственном получении температурных морф у некоторых видов бабочек.

Здесь экспериментатор может по своему желанию выводить в садке формы, свойственные иным климатическим зонам или же совсем не встречающиеся в современной природе.

Отправным пунктом для такого рода опытов послужили явления сезонного диморфизма, направившие внимание исследователей на изучение изменчивости бабочек при действии на куколку пониженной или повышенной температуры.

Классическим примером сезонной изменчивости, наблюдаемой в природе и воспроизводимой в экспериментальных условиях, служит наша пестрокрылъница (Araschnia levana её морфами prorsa, летающей летом, и porima, иногда появляющейся осенью). Различие между её весенним и летним поколениями настолько значительно, что Линней описал их под разными видовыми названиями.

Возник вопрос: обнаружится ли подобная изменчивость у тех видов, у которых куколки не подвергаются действию зимних холодов и проходят своё развитие при обыкновенной летней температуре, а перезимовывают уже взрослые бабочки?

Особенно благодарным объектом для таких опытов оказались куколки обыкновенной крапивницы и нескольких близких к ней видов — павлиньего глаза, многоцветницы, траурницы, адмирала, чертополоховки, до недавнего времени относимых к одному роду «ванесс» (Vanessa). Классические исследования в этом направлении были проведены на рубеже XIX и XX столетий швейцарскими энтомологами М. Штандфуссом и Э. Фишером.

Большинство искусственно полученных температурных морф не встречается в природных условиях, но они могут дать нам представление о том, какой внешний вид имели предки наших современных ванесс, жившие в условиях более сурового климата в конце ледниковой эпохи («холодовые» морфы), или о том, как могут измениться современные виды при изменении климата в сторону потепления («тепловые» морфы).

У широко распространённой крапивцицы её «холодовая» морфа, имеющая более тёмную окраску, оказалась сходной с разновидностью, летающей в наиболее северных районах области распространения этого вида (форма «полярная»). Противоположными по своему характеру признаками более светлой, «тепловой» морфы обладает так называемая «турецкая» форма крапивницы, которая летает у нас в закавказских республиках и по своему внешнему виду приближается к уже обособившемуся средиземноморскому островному виду Vanessa ichnusa (острова Сардиния и Корсика).

Дальнейшие эксперименты показали изменчивость бабочек и в результате воспитания на холоде (около +7°C) их гусениц, причём темпы их развития замедлялись приблизительно в десять раз.

Для получения «холодовых» морф наших обыкновенных ванесс — крапивницы и её сородичей — следует поместить в садок целый выводок гусениц того или другого вида и довести их до окукливания. Затем свежих куколок в возрасте нескольких часов — как только у них пропадёт их первоначальный маслянистый глянец (но не раньше!) — нужно переместить в какую-нибудь жестянку с отверстиями для вентиляции и в таком виде подвергнуть действию пониженной температуры: куколок в жестянке помещают на ледник погреба или в холодильник с температурой чуть выше 0° и в такой обстановке выдерживают около 4 недель.

После этого куколок следует перенести в садок, содержать в условиях обычной комнатной температуры и через 1 — 172 недели ожидать выхода бабочек. Несколько куколок из того же выводка необходимо оставить с самого начала в нормальных условиях в качестве контроля.

Формы с ещё более значительным изменением рисунка на крыльях («крайние» формы) получаются в результате воздействия на куколку температуры ниже 0° или, наоборот, температуры, повышенной до +42 — +46°C. (Интересно, что действие и мороза и высокой температуры вызывает появление тождественных «крайних» форм; очевидно, и в том и другом случае ненормальные условия нарушают обмен веществ развивающейся куколки.)

В лабораториях для получения «тепловых» и «крайних» форм пользуются термостатом, а автору этой книги ещё в далёкие годы удавалось получать их и «кустарным способом». Он брал кастрюлю с водой и ставил её на керосинку или пристраивал на штативе над маленькой керосиновой лампой. Отрегулировав пламя так, чтобы нагретая вода держала постоянную температуру в пределах 42—46°C, он погружал в кастрюлю жестянку с куколками.

Куколок следует держать при такой крайней температуре не более 8 часов подряд, подвергая их такому воздействию дважды (в первый и второй день после окукливания).

Как исключительная редкость «крайние» формы в особенно жаркую летнюю погоду встречаются и в дикой природе.