Не имея каких-либо специализированных структур и адаптаций для защиты от холода, некоторые виды совок, ничем не выделяющиеся среди других, способны тем не менее на то, чего не могут их сородичи: летать, питаться и спариваться при температурах, близких к температуре замерзания
БЕРНД ХИНДРИХ
ЗИМА НЕСЕТ гибель взрослым формам многих видов насекомых, обитающих в средних и высоких щиротах Северного полушария. Рещающим фактором часто является не сам холод, а связанный с холодным временем года недостаток пищи. Но те же изменения природных условий, которые обрекают на гибель больщинство обитающих там насекомых, создают убежища для некоторых других. Зимние трудности вынуждают птиц и летучих мыщей – основных хищников по отнощению к насекомым – либо улетать на юг, либо (как определенные виды летучих мыщей) впадать в спячку. Холод убивает даже некоторых паразитических животных. К тем немногим видам насекомых, которым удалось приспособиться к зимним условиям, принадлежит около 50 видов подсемейства Cuculiinae, входящего в состав щироко распространенного семейства Noctuidae, или совок. Это ночные бабочки неброской расцветки, обитающие в лиственных лесах Северного полушария. Представители этой группы, приспособивщиеся к зимним условиям, имеют нетипичный для совок жизненный цикл. Больщинство совок активны только в теплые летние ночи. С приближением зимы взрослые бабочки умирают, оставляя яйца, личинки (гусениц) или куколки, которые пребывают в неактивном состоянии до весны. У зимних совок, напротив, взрослые особи появляются осенью или в начале зимы, питаются, спариваются и откладывают яйца, после чего, с наступлением весны погибают. Их гусеницы питаются ранней весной (поедают почки деревьев) и затем на все лето впадают в спячку. (Бабочки зимних совок питаются, как правило, соком из повреждений на деревьях; однако несколько лет назад поздней осенью я видел, как множество их «пировали» ночью на цветках гамамелиса, самого позднего из цветущих растений в щт. Вермонт .. Ранее никто не знал, как происходит опыление этого растения.) Каким же образом зимним совкам удается выживать в условиях, в которых другие совки гибнут? Что позволяет им избежать замерзания в состоянии покоя? Почему они могут летать – и, следовательно, искать пищу и партнеров для спаривания – в условиях холода? Последним вопросом я задался в первую очередь, так как меня поразило явное противоречие: я был уверен, что эти бабочки, как и все другие, являются эндотермическими животными, т. Е. Обладают способностью к генерации собственного тепла посредством метаболических процессов. Логично было думать, что для того, чтобы летать, этим бабочкам нужна высокая температура тела. Тем не менее казалось невероятным, что только с помощью эндотермии они могут повыщать температуру тела до такого уровня, какой необходим для полета в холодные, а иногда и снежные ночи. Я полагал, что зимние совки имеют при полете высокую температуру тела по аналогии с летними формами и тропическими бабочками, которые при сходных размерах тела и частоте взмахов крыльев могут летать, только если температура в груди, где находятся крыловые мыщцы, достигает по меньщей мере 300 С. Правда, ряд данных свидетельствует, что мелкие насекомые (весом менее 0,2 г) слищком быстро охлаждаются, и такая высокая температура вряд ли может держаться достаточно долго. Мелкие животные, у которых отнощение площади поверхности к объему тела велико, охлаждаются быстрее, чем 62 крупные животные, и им значительно труднее удерживать тепло. Действительно, многие годы считалось, что летучие мыщи, землеройки и птички колибри – самые мелкие из эндотермических животных. Вес наиболее миниатюрных из этих позвоночных животных составляет всего 3 г, но они просто гиганты по сравнению с бабочками-совками из подсемейства кукулиин. Чтобы разобраться во всех этих проблемах, прежде всего прищлось наловить зимних совок, для чего я мазал стволы деревьев приманкой раствором меда, кленовым сиропом, пивом или другими сладкими жидкостями. Проведя у пойманных бабочек измерения температуры тела с помощью тонкой, как волос, термопары, я установил, что исходное предположение было правильным: совкам для полета действительно необходима высокая температура в груди, и они ее создают. Хотя у совок температура тела в покое соответствует температуре окружающей среды, перед полетом они способны эндотермическим путем разогревать себя до 300 С и выще, даже при температуре воздуха около нуля. Установив, что бабочки сами производят тепло, я попытался выяснить, если ли у них для этого какиенибудь специальные физиологические приспособления. Было ясно, что, поскольку крылья у совок сильно трепещут перед полетом, тепло получается в результате дрожания всего тела, но в этом не было еще ничего специфического. В свое время Э. Кэммер (сейчас работает в Университете щт. Аризона в Темпе) показала, что у представителей отряда Lepidoptera, или чещуекрылые (ночные и дневные бабочки), дрожание во время разогревания перед полетом обеспечивается одновре- менным сокращением основных мыщц крыла – и элеваторов (поднимающих) и депрессоров (опускающих). И все же что-то в поведении кукулиин было странным: у некоторых из них «дрожание» начиналось при значительно более низких температурах, чем у других бабочек такого же размера. Как правило, зимние совки-кукулиины становятся активными, только когда температура воздуха превыщает О ос, но иногда дрожание у них начинается уже при -2 ос. У всех других ночных бабочек дрожание начинается при температуре воздуха не ниже + 10 ос. Как полагает Г. Эщиз Университета Нотр-Дам, зимние совки могут активизировать свою центральную нервную систему – и соответственно опосредованную ею реакцию дрожания – при необычно низких температурах. Но как они этого добиваются, все еще остается тайной. ДЛЯ РАЗОГРЕВАНИЯ тела от нулевой или отрицательной температуры до + 30 ос требуется довольно много энергии, являющейся больщой ценностью для живого организма. Поэтому хотелось узнать, обладают ли зимние совки таким высоким уровнем метаболизма, который позволяет им генерировать тепло быстрее и эффективнее, чем други м бабочкам . Выяснилось, что этого нет. Измерения количества поглощаемого кислорода показали, что скорости метаболических процессов у зимних совок в состоянии покоя, в период дрожания и при полете примерно такие же, как у многих видов ночных бабочек со сходной массой тела, изучавшихся другими исследователями. Как оказалось, зимние совки расплачиваются за разогревание тела при низких температурах временем и энергией. Когда температуру тела приходится повышать при О ОС, основная часть генерируемого тепла диссипируется в окружающyю среду, и период дрожания крыльев у совок нередко должен длиться полчаса и более, чтобы температура груди поднялась до 30 ОС. Во время полета из-за большой разницы между температурой воздуха и температурой тела бабочки происходит быстрая потеря тепла, и это вынуждает ее часто останавливаться и вновь разогреваться путем дрожания. Если же насекомое начинает поднимать свою температуру, только когда температура воздуха приблизится к 10 ос, период разогревания значительно сокращается; более того, генерируемого в этом случае тепла достаточно для обеспечения безостановочного полета при температуре груди от 30 до 35 ос. Не имея «дешевых» способов производства тепла, совки, по-видимому, могут зато проявлять избирательность к условиям, в которых происходит разогревание. Интуиция подсказывает, что животные должны разогреваться во время питания, чтобы в любой момент иметь возможность ускользнуть от хищников. Однако они делают это не всегда. (Зимой летучие мыши и птицы, вероятно, не барражируют в небе, но землеройки, белки и оленьи хомячки все равно представляют определенную опасность.) Кроме того, насекомые никогда не генерируют тепло просто для того, чтобы поддерживать температуру Teлa; если им нет нужды лететь, они не будут ни разогревать себя, ни противодействовать охлаждению тела после полета. Фактически, чем ниже температура воздуха, тем менее склонны бабочки затевать разогревание. В одном из опытов при температуре воздуха от 5 до 8 ос только у половины (а именно, у 49%) совок отм·ечалось дрожание тела в то время, когда они питались раствором меда, намазанным на деревья. Напротив, при 17 ос дрожание наблюдалось у большинства бабочек (90%) (это самая высокая температура, при которой мне удавалось наблюдать активность зимних совок в природе). Этот очевидный упор на сохранение энергии за счет возможности избегать хищников становится понят- ным, если посмотреть, какой ценой достигается сопротивление пассивному охлаждению. При температуре воздуха около Оос бабочка весом 0,1 г (вес груди в этом случае составляет 0,04 г) после полета охлаждается со скоростью 130C в минуту и, чтобы сохранить разницу между температурой собственного тела и окружающей среды величиной 30 ОС, ей требуется энергия не менее 0,42 кал/мин. Если такая бабочка напилась «до отвалу» смесью сахара с кленовым сиропом и получила таким образом 4 мг сахара, процесс разогревания (дрожание тела) истощил бы содержимое ее желудка за 35,2 мин (1 мг сахара дает 3,7 кал). А при температуре воздуха 15 ос бабочка истратила бы эту энергию намного медленнее: она могла бы сохранять температуру груди, равную 30 ОС, вдвое дольше. Поскольку У совок нет специальных механизмов для генерации избытка тепловой энергии, я предположил, что они должны обладать способностью эффективно удерживать тепло. Оказалось, что это ocyществляется y них несколькими путями. Известно, что изоляция ослабляет потерю тепла. У совок теплоизоляция обеспечивается густым волосистым покровом. Эти волоски представляют собой видоизмененные чешуйки, которым дневные бабочки обязаны своей красотой. (Ночных бабочек часто называют «мельниками»; действительно, модифицированные чешуйки, беловатые и пушистые, легко отлетающие, очень напоминают муку.) Чтобы точно установить, в какой мере чешуйки способствуют удержанию тепла, я измерял скорость охлаждения у совок с нормальным волосистым покровом и у лишенных этой «шубы». Бабочки нагревались и затем их помещали в аэродинамическую трубу, где создавался воздущный поток разной скорости. При скорости потока 7 м/сек, что примерно соответствует скорости полета совок, бабочки, имевшие нормальный покров, охлаждались вдвое медленнее, чем особи, лишенные его. Волосистый покров, несомненно, помогает животным сохранять тепло; для полета в зимних условиях он совершенно необходим. Однако не только зимние, но и некоторые летние бабочки такого же размера, как зимние совки, например, шелкопряд Malacasoma americaпum, имеют подобную теплоизоляцию, которая служит им в холодные летние ночи. Поэтому одним только наличием волосистого покрова невозможно объяснить, почему зимние совки-кукули- ины выдерживают холод лучше, чем другие ночные бабочки. Для обеспечения необходимой при полете температуры груди большое значение, помимо теплоизоляции, имеет способность не допускать «утечки» тепла из грудного отдела в более холодные части тела. Все эндотермические насекомые, изученные с этой точки зрения, – стрекозы, шмели, медоносные пчелы, многие крупные ночные бабочки – в той или иной степени обладают такой способностью. У них при низких температурах воздуха, когда нужно сохранить тепло в области груди, отток тепла к голове и брюшку сдерживается, а к ногам и крыльям фактически прекращается. У зимних совок-кукулиин наблюдается то же самое, но по сравнению с другими ночными бабочками отток тепла к брюшку у них еще меньше. Чтобы измерить у насекомых температуру груди и брюшка, приходилось вводить в них тонкую термопару. У кукулиин во время предполетнота разогревания температура брюшка отличалась от температуры окружающего воздуха не более чем на 0,4 ОС. Даже во время полета температура брюшка увеличивалась в среднем лишь на 20, тогда как температура груди возрастала на 350. Вместе с Дж. Сильвером, работавшим тогда в Отделе низких температур Армейского научно-исследовательского института медицинских проблем окружающей среды в Натике (шт. Массачусетс), мы фотографировали насекомых в инфракрасном свете. При этом регистрируется не внешний вид объекта, а картина теплового излучения. Полученные снимки подтвердили, что в период предполетного разогревания, при полете и во время охлаждения после полета ноги, крылья и брюшко у зимних совок получают мало тепла или не получают его вовсе. Как удается бабочке сохранить такую значительную разницу температур – почти в 300 – между грудью и брюшком, ведь эти части тела разделены лишь 1-2 мм? Как ни странно, ответ частично кроется в особенностях анатомии слуховой системы бабочек. Слуховые барабаны у совок расположены позади груди и заключены в воздушные камеры, которые являются прекрасными теплоизоляторами. (Пока не установлено, несет ли слуховой барабан у зимних СОВОК свою изначальную функцию – улавливания ультразвуков, испускаемых летучими мышами.) К тому же эти камеры примыкают к брюшным воздушным мешкам, обеспечивающим дополнительную теплоизоляцию. ВПРЕДОТВРАЩЕНИИ потери тепла из груди участвует также сосудистая система. Кровь, с которой переносятся питательные beщectba от брюшка к прочим частям тела, потенциально может свести к нулю теплоизолирующий эффект воздушных мешков. Кровь течет по единственному сосуду из брюшка (здесь этот сосуд называется сердцем) через грудь (здесь он называется аортой) к голове, где она изливается в окружающие ткани и в конце концов просачивается обратно в брюшко (см. Рисунок на с. 67). Теоретически кровь, возвращающаяся в брюшко, могла бы уносить с собой из груди тепло. Практически же отдельные участки кровеносной системы в брюшке и груди функционируют как противоточный теплообменник, благодаря чему грудной отдел не охлаждается. Втаком теплообменнике носители – жидкости или газы – содержащиеся в двух от дельных, но соприкасающихся друг с другом каналах, текут в противоположных направлениях. Если температура носителя в одном канале выше, чем в другом, то тепло переходит от более теплой субстанции к более холодной· у кукулиин один теплообменник расположен в брюшке под воздушными мешками. Он образован кровеносным сосудом, по которому холодная кровь поступает из брюшка в грудь, и окружающей его тонкой тканевой обкладкой. Через эту ткань кровь, нагревшаяся в груди, стекает в брюшко, т. Е. Она движется в направлении, противоположном направлению движения крови в сосуде· При этом тепло от обкладки переходит к более холодной крови, текущей в грудь. Второй теплообменник находится в самой груди. Там сосуд сначала направляется вверх к верхней части груди, а затем, прежде чем окончательно повернуть в сторону головы, резко поворачивает вниз, так что образуетволосистый ПОКРОВ зимних совок помогает им удерживать тепло. Теплоизоляция способствует выживанию этих бабочек зимой, но подобная адаптация имеется не только у них – многие летние совки тоже одеты в «меха». Ся перевернутое U, половинки которого тесно прижаты друг к другу. Кровь, притекающая от брюшка, вначале холоднее, чем сама грудь, но по мере передвижения внутри ее она согревается. Поэтому кровь в нисходящей части петли аорты теплее, чем в восходящей. В результате тепло возвращается к восходящей части петли, а не уносится с током крови к голове· В принципе наилучший способ определить эффективность теплообменников совок заключается в том, чтобы вносить те или иные изменения в конфигурацию кровеносного сосуда. Например, если разделить восходящую и нисходящую части грудного теплообменника, то тепло от нисходящей части сосуда должно попадать непосредственно в голову насекомого. К сожалению, на крошечной бабочке почти невозможно осушествить такую операцию, не нарушая многие процессы, в том числе скорость тока крови, что в свою очередь влияет на распределение тепла по телу. Можно, однако, оценить роль теплообменников путем сравнения кровеносной системы зимних кукулиин с кровеносной системой других ночных бабочек, например бражников (семейство Sphingidae) и павлиноглазок (семейство Saturnidae). Обе эти группы представлены крупными бабочками, обитающими преимущественно в тропиках. У них аорта образует не теплообменник, а нечто вроде змеевика-охладителя· Нисходящая ее часть сильно вытянута, закручена петлями и удалена от восходящей части, так что тепло от нисходящего потока крови не возвращается к восходящему, а уносится из груди. Таким образом, иная физиологическая конструкция приводит к совершенно иным результатам. Бражники и павлиноглазки превосходят зимних совок по массе примерно в 60 раз, и можно было бы ожидать поэтому, что они гораздо легче перегреваются. В действительности же эти бабочки способны перераспределять излишки тепла к голове и брюшку, откуда оно уходит в окружающую среду. Часто бражники и павлиноглазки летают при температуре воздуха выше 30 ос. Зимние совки, напротив, никогда не «выбрасывают» излишки тепла. Несмотря на свои крошечные размеры, они перестают летать из-за перегрева, уже когда температура воздуха приближается к 20 ос. Как видим, чрезвычайно эффективный механизм теплоудержания кукулиин стоит дорого, но им крайне редко приходится расплачиваться за него сполна. Теплообменники зимних совокэффективное средство сохранения тепла в груди. Но само такое строе- ние кровеносной системы, как и наличие волосистого покрова, вовсе не уникально в мире насекомых. Подобные структуры имеются у многих мелких летних совок. Например, у упомянутого выше шелкопряда Malacasomтa aтmericaпumт ниcxoдящая и вocxoдящая ч а сти петли аорты расположены близко друг к другу, но не соприкасаются. Разница, казалось бы, невелика, но она существенно сказывается на эффективности удержания тепла в груди. Эта бабочка, у которой во время полета температура грудного отдела такая же, как и у зимних кукулиин, способна «выбрасывать» некоторое количество тепла. Поэтому она может летать при несколько более теплой погоде, но зато не летает при низких температурах воздуха. ПРОИЗВОДСТВО и сохранение тепла, необходимого для полета, – это лишь часть проблемы выживания зимой. Поскольку зимние совки проводят не менее 99% времени в состоянии холодова го оцепенения, они должны обладать способностью избегать замерзания (т. Е. Затвердения жидкостей тела) в те периоды, когда приходится замирать в ожидании достаточно теплой ночи. Неполовозрелые стадии многих мелких насекомых переживают холода, вырабатывая биологические антифризы. Я попытался выяснить, происходит ли что-нибудь подобное у зимних совок. Вместе с Дж. Дьюменам из Университета Натр-Дам мы провели такой опыт. Бабочек содержали в холодильнике в среднем на протяжении трех недель и определяли стандартную точку замерзания крови, т. Е. Момент появления в крови кристалликов льда. Стоит возникнуть даже мельчайшим кристалликам, как быстро разворачивается процесс замерзания, так как создается поверхность для присоединения близлежащиx молекул воды. Зимние совки замерзали при температуре от -1 до -2 ОС, что близко к температуре замерзания насекомых, активных в летнее время. У совок, только что отловленных в природе, кровь имела почти ту же точку замерзания. Из этих данных следует, что представители подсемейства Сuсuliiпае либо вообще не вырабатывают антифризы, либо производят их в крайне незначительных количествах. Если бы у них в крови содержалось вещество такого рода, они бы замерзали при гораздо более низкой температуре. Существовала еще вероятность, что совки обладают особой способностью к переохлаждению (т. Е. Способны не замерзать при температурах ниже стандартной точки замерзания) благодаря тому, что каким-то образом не допускается появления в теле насекомого (попадания извне или же формирования внутри организма) исходного кристаллика льда – ядра кристаллизации. Предел переохлаждения определяется как момент, при котором вспышка кристаллизации приводит внезапно к замерзанию переохлажденного организма. Этот момент легко установить по быстрому кратковременному повышению температуры тела. Когда молекулы воды присоединяются к растущему кристаллу льда, выделяется некоторое количество тепла и во время вспышки кристаллизации температура повышается на несколько градусов. В такой момент зимняя совка умирает; ни одна бабочка не пере живает замерзания. В опытах, в которых совок подвергали очень медленному охлаждению в среде абсолютно без льда, предел переохлаждения очень сильно варьировал – от -4 до -22 ОС, причем момент замерзания не был привязан к какой-нибудь одной температуре. Та.кая вариабельность позволяет предположить, что переохлаждение представляет собой случайное явление, а не адаптивную черту зимних совок. Действительно, сходной способностью к переохлаждению обладают многие виды летних бабочек, никогда не сталкивающиеся с такими низкими температурами, которые вызывают замерзание. ХОТЯ переохлаждение, вероятно, не является специфической адаптацией для переживания зимних условий, способность выдерживать охлаждение ниже стандартной точки замерзания может обеспечить насекомому выживание при низкой температуре воздуха, если окружающая среда сухая и исключен контакт со льдом, который может проникнуть в тело насекомого и послужить ядром кри- сталлизации. Нередко небольшая сухая полость в земле, в гниющем бревне или под корой представляет идеальное местообитание для зимующих насекомых. Куда же деваются зимние совки, чтобы спастись от льда и избежать резкого падения собственной температуры? Наблюдатель, знающий, что окраска часто обеспечивает защиту, мог бы с полным основанием предположить, что в состоянии покоя совки находятся на деревьях. Зачем же еще они, наподобие их адаптированных к летним условиям родственников, окрашены таким образом, что не выделяются на фоне стволов деревьев? Существуют, например, бабочки белого и кремового цвета, почти невидимые на березе; коричневые бабочки, незаметные на пихте или ели; черные, которые практически исчезают на коре ясеня; серые, «гармонирующие» с буком или вязом; есть даже бабочки, как бы посыпанные перцем — они удивительно походят на лишайники. Мне удалось обнаружить, где прячутся зимние совки. Я соорудил большую огороженную площадку, поместил туда стволы сосцы, ели, березы, бука, ясеня, клена, вяза и вишни, а землю покрыл слоем листьев. Однажды вечером я выпустил туда 173 совки разных цветов и на следующее утро занялся их поисками. Больше всего бабочек было найдено под слоем листьев и в скрученных листьях, лежащих на земле. Листья отлично защищают от холода, обеспечивая теплоизоляцию. Я проводил измерения в середине зимы в шт. Вермонт и установил, что под слоем листьев, укрывших землю, температура не опускалась ниже -2 ОС, даже когда воздух был холоднее -30 ОС. Кроме того, это укрытие часто бывает заметено снегом, который создает добавочную, хотя, быть может, и не столь уже необходимую преграду холоду. Д. Швейцер из Йельского университета показал, что опавшие листья могут быть достаточной для насекомых теплоизоляцией по меньшей мере при температуре до -23 ОС. Нo бабочкам, прячущимcя под листьями, не нужен защитный камуфляж. Объяснение характерной для зимних совок окраски, возможно, следует искать в их эволюционном прошлом. Тот факт, что морфологические и физиологические особенности зимних совок весьма сходны с таковыми летних совок, позволяет предположить, что предковые формы, от которых произошли адаптированные к зимним условиям виды, были активны летом. Если это так, то вполне вероятно, что в свое время зимние со- вки действительно прятались на деревьях. А когда они перешли к новому образу жизни, их окраска стала нейтральным признаком и впоследствии не изменялась. Допуская, что эта гипотеза правильна, приходится счи-~ тать, что «перевернутый» жизненный цикл возникал у совок многократно и независимо. Согласно Дж. Фрэнклмонту из Корнеллского университета, таксономические данные также свидетельствуют, что зимние кукулиины являются полифилетической группой (т. Е. Объединяют потомков нескольких эволюционных ветвей), и у всех у них сложилась одна и та же стратегия для выживания в зимних условиях. Совкам часто приходится активно искать укрытие на период покоя, чтобы избежать замерзания. Но бывает и так, что они избегают слишком эффективно теплоизолирующих убежищ. Это делается, чтобы оптимизировать энергетический баланс. Ведь чем ниже температура тела в период покоя (на грани замерзания), тем дольше насекомое сохранит свои энергетические резервы. Известно, что в холодную погоду скорость процессов метаболизма падает. На основании измерений энергообменных процессов у бабочек в состоянии покоя я рассчитал, что, например, совка весом 0,1 г, получившая при питании 6 мг сахара, может прожить в состоянии покоя 193 дня при температуре воздуха (и собственного тела) -3 ОC. Если же температура будет всего на 30 выше, т. Е. Равна нулю, то этого «горючего» хватит только на 24 дня, а если на 100 выше, то уже за 11 дней все энергетические резервы истощатcя. Все еще неясно, однако, действительно ли совки пытаются держаться самой низкой из возможных температур. Теоретически такое поведение связано с серьезным риском: если насекомое долго находится в подобных условиях, оно может слишком охладиться и замерзнуть. Накопленные данные дают основание считать, что у совок нет каких-то высокоспециализированных адаптаций для сопротивления холоду, точно так же, как у них нет никаких уникальных приспособлений для про извoдства тепла. Зато их поведенческая адаптация, заключающаяся в поиске укрытия в опавших листях, вполне эффективна и в то же время дает возможность проявлять определенную гибкость. Зимние совки активизируются, как только воздух становится достаточно теплым, чтобы можно было летать, но если в тот же вечер температура упадет до опасного уровня, они за несколько секунд находят себе укрытие. Насекомым же, которые способны переживать замерзание, вырабатывая в себе антифризы, требуется значительно больше времени, чтобы полностью активизироваться, и зимний вечер может оказаться слишком для этого короток. В высоких концентрациях антифризы (главным образом, спирты) токсичны и могут вызывать у животных временное коматозное состояние; в конечном счете антифризные вещества превращаются в организме в менее токсичные соединения, но это происходит медленно, особенно если температура тела животного очень низкая. ЗИМНИЕ СОВКИ подсемейства Сuсuliiпае, судя по всему, хорошо приспособлены к холодной погоде, однако было бы ошибкой считать, что только свойственные им признаки способны обеспечить активность насекомых зимой. В лесах Новой Англии в морозные ночи можно встретить самцов Operophtera bruceata, парящих в поисках самок (которые у этого вида не летают). Эти бабочки, летающие также и в солнечные дни, не теряют активности даже при температуре -3 ос и во время слабых ноябрьских снегопадов. (В конце ноября, перед тем как полностью исчезнуть, самцы летают только в солнечные дни около полудня.) У Operophtera, одного из немногих видов в семействе Geometridae (пяденицы), приспособленных к зимним условиям, отсутствует как разогревание в лучах солнца (такое поведение типично для дневных летающих насекомых), так и дрожание; у них нет и теплоизоляции, обнаруженной у кукулиин. Самцы Operophtera сохраняют активность при чрезвычайно низкой температуре тела. Это единственная бабочка, у которой во время полета температура мышц обычно близка к нулю. Не испытывая необходимости разогревать тело перед взлетом, самцы Operophtera сберегают значительное количество энергии, которая иначе была бы растрачена на дрожание. Огромные крылья и небольшой вес тела позволяют этим бабочкам летать с минимальными энергетическими затратами – частота взмахов крыльев во время полета составляет у них всего 2-4 с-1, тогда как у совок подсемейства Cuculiinae она может превышать 60 c-1. Как и многие приспособленные к зимним условиям насекомые, взрослые Operophtera не питаются – у них даже нет пищеварительного тракта. (Вся требуемая насекомому энергия накапливается и запасается на личиночной стадии.) Трудно установить, где здесь причина, а где следствие, однако возможно, что благодаря отсутствию пищеварительного тракта для полета нужно меньше энергии. Пяденицы, обитающие в районе экваториальных низменнастей, по своим физическим особенностям сходны с Operophtera, но признаки, характерные для последних, выражены у них не столь сильно. Как и у зимних совок-кукулиин, приспособления Ореrophtera к активной жизни в зимних условиях сформировались, по-видимому, у какой-то из предшествовавших им форм, совершенно иной по сравнению с предшественником совок. Удивительная способность некоторых совок и пядениц активно сущестbobatь зимой ярко демонстрирует нам, как даже самые незначительные эволюционные изменения в анатомии, физиологии и поведении могут способствовать успешной адаптации животных к новым условиям. Зимние совки очень похожи на своих близких родственников, но имеющиеся у них небольшие отличия, взятые вместе, делают их приспособленными к жизни в условиях зимы.
Терморегуляция зимних совок
