Бабочки летают днем, а мотыльки путешествуют ночью - по крайней мере, вы так думаете. На самом деле их поведение гораздо сложнее.
Новое исследование Флоридского музея естественной истории предлагает первый всесторонний обзор удивительно сложного вопроса о том, когда бабочки и мотыльки активны.
Исследование выявляет аномалии - ночных бабочек и дневных мотыльков - и указывает почти 50 переходов от ночного к дневному поведению в эволюционной истории насекомых. Это также говорит о том, что самые ранние предки бабочек и мотыльков летали днем, а не ночью, как считалось ранее.
Хотя мало что известно о том, когда подавляющее большинство видов бабочек летают, едят и спариваются, исследование обеспечивает базовую и столь необходимую основу путем компиляции существующих данных, сказал ведущий автор Акито Кавахара, доцент. и куратор музейного Центра чешуекрылых и биоразнообразия Макгуайра в Университете Флориды.
«Несмотря на то, что бабочки и мотыльки изучаются веками, мы все еще многого о них не знаем», - сказал он. «Мы хотели собрать воедино все данные о том, когда эти насекомые активны, чтобы лучше понять, что происходит. В наших знаниях все еще есть серьезные пробелы, и многие группы недостаточно изучены, особенно у мотыльков, но это закладывает основу для будущего. исследования."
Чтобы собрать все доступные данные о том, когда бабочки и мотыльки активны, Кавахара и семеро сотрудников его лаборатории арендовали дом на Airbnb на выходные, открыли общий документ Google, разделили родословные чешуекрылых и начали копаться в двух веках». стоит научной литературы. Они добавили информацию с музейных этикеток и личные наблюдения, классифицируя бабочек и мотыльков как дневных, ночных или сумеречных.
Они нанесли эти категории на эволюционное древо чешуекрылых, отряд, включающий бабочек и мотыльков, и ввели данные в компьютерную программу. Затем команда использовала программу, чтобы предсказать, когда бабочки, жившие миллионы лет назад, были активны.
Исследование предсказывает, что от 75 до 85 процентов чешуекрылых ведут ночной образ жизни, а от 15 до 25 процентов активны в течение дня. Немногие виды летают только в сумерки.
Их выводы представлены в статье, опубликованной в Organisms Diversity and Evolution.
Поскольку большинство чешуекрылых активны ночью, ученые думали, что общий предок бабочек и мотыльков вел ночной образ жизни. Но компьютерная программа предсказала, что предок летал днем, и это было неожиданное открытие, основанное на том факте, что группа мотыльков, наиболее тесно связанная с ручейниками, близкими родственниками бабочек и мотыльков, активна в течение дня.
«Кажется, об этом говорят данные», - сказал Кавахара. «Гипотеза заключалась в том, что чешуекрылые начали переходить к дневной активности, чтобы не быть съеденными летучими мышами, но ответ может быть не таким простым».
Хотя существует несколько физических характеристик, которые определяют вид как дневной или ночной, исследование выявило несколько тенденций. Разноцветные крылья обычно связаны с дневной активностью, в то время как более темные крылья обычно связаны с ночной активностью или дневной активностью в более темных областях.
«Днем больше используются визуальные подсказки», - сказал Кавахара. «Поскольку света больше, насекомые используют цвета как способ отображения». Существует также сильная корреляция между ночной активностью и развитием органов слуха, которые, по словам Кавахары, могли возникнуть как защитный механизм от летучих мышей, питающихся насекомыми.
Хотя большинство мотыльков ведут ночной образ жизни и почти все бабочки летают днем, есть и заметные исключения.
У некоторых дневных бабочек, таких как некоторые виды шелкопрядов, есть «большие, яркие крылья», сказал Кавахара, в то время как другие, такие как тигровые бабочки и мотыльки, имитируют пчел или ос, чтобы отпугивать быть хищниками. Другие живут на больших высотах или в более холодных районах или активны осенью или зимой и, вероятно, приспособились к дневной активности, потому что температура ночью была слишком низкой для полетов, сказал он..
Единственная группа ночных бабочек, Hedylidae, долгое время ошибочно принималась за мотыльков из-за их тусклых крыльев и органов слуха, которых нет у большинства бабочек.
Исследование показало около 50 переходов от ночной активности к дневной, и, вероятно, их было намного больше, сказал Кавахара.
«Некоторые из этих сдвигов, возможно, не так уж хорошо разыгрались - я думаю, что, вероятно, было много вымирания», - сказал он. «Но это показывает, как
Lepidoptera невероятно адаптируются ко всем видам окружающей среды, будь то вершина горы, тропический лес Амазонки или остров. Вот почему они могут переключаться между днем и ночью и выживать в таких условиях».
Одним из следующих проектов команды является использование окаменелостей для добавления меток времени к эволюционному дереву чешуекрылых. Знание того, когда бабочки и мотыльки переходят от дневной активности к ночной или наоборот, может помочь ответить на главный вопрос, который мучает Кавахару.
"Почему это происходит?" он сказал. «Это конкуренция, хищничество, спаривание? Мы просто не знаем».
Он указал, что набор данных исследования представляет только около 500 из 160 000 описанных видов чешуекрылых, а число неописанных видов бабочек и мотыльков может составлять от 500 000 до миллиона.
«У нас пока нет этих данных», - сказал он. «Мы делаем выводы на основе того немногого, что знаем».
Но вам не нужно быть ученым, чтобы заполнить пробелы в знаниях, сказал он. Размещая фотографии бабочек и мотыльков с отметками времени в социальных сетях и таких инструментах, как iNaturalist, общественность может предоставить ученым столь необходимую информацию.
«Запись того, что вы видите ночью во дворе или при свете фонаря на крыльце, действительно ценна», - сказал Кавахара. «По большей части у нас нет конкретной информации о том, когда определенные насекомые активны, даже по образцам из музейных коллекций. На эти вопросы действительно невозможно ответить без помощи общественности. Еще важнее документировать насекомых, поскольку мы увидеть, как виды исчезают."
Соавторы исследования: Дэвид Плоткин, Крис Гамильтон, Харлан Гоф, Райан Сен-Лоран, Ханна Оуэнс и Николас Хомзиак из Музея Флориды, а также Джесси Барбер из Университета штата Бойсе.