Motyle na kwiatach
Miejsca

Jak zimują motyle?

Motyle tropikalnego lasu deszczowego, gdzie nie ma wyraźnie wyodrębnionych sezonów, mogą pojawiać się w kolejnych generacjach bez żadnych przerw. Wysoka temperatura i wilgotność, duże ilości szybko rosnących roślin żywicielskich stanowią idealne środowisko życia. Z tych też powodów są to najbogatsze, nie tylko ze względu na motyle, rejony świata. W naszych warunkach klimatycznych każde zwierzę spotyka się z potężnym wrogiem – zimą, kiedy normalna aktywność nie jest możliwa. Nawet ćmy zwane „zimowymi miernikowcami” (12/2001) latają tylko na początku lub na końcu tej pory roku, w czasie ociepleń w dni gdy wieczorna temperatura jest dodatnia.

Aby przetrwać zimę w cyklu naszych motyli następuje regularna „przerwa w życiorysie”. Ten okres zahamowania rozwoju zwany diapauzą spotykany jest we wszystkich stadiach rozwojowych. Jednak moment, w którym może nastąpić spoczynek, jest zwykle ściśle przypisany danemu gatunkowi. Owady znajdujące się w diapauzie mają odmienny stan fizjologiczny i należy odróżnić go od zwykłego odrętwienia (dormancji) stanu wywołanego okresowym ochłodzeniem i ustepującego natychmiast po podniesieniu temperatury. Diapauza, podobnie jak całe przeobrażenie jest niezwykle skomplikowanym procesem znajdującym się pod kontrolą hormonalną. Charakteryzuje się bardzo niskim poziomem metabolizmu, co umożliwie oszczędne gospodarowanie rezerwami energetycznymi nagromadzonymi w ciele motyla w postaci tłuszczów, białek, węglowodanów.

U niektórych gatunków następuje wzrost stężenia glicerolu w hemolimfie („krwi” owadów), co obniża temperaturę jej zamarzania. Często jeśli już następuje proces tworzenia się kryształków lodu, to przebiega on w ten sposób, aby nie uszkadzać komórek.

Mogą też występować elementy czysto mechaniczne, pomagające przetrwać okres chłodów. I tak np. jaja brudnicy nieparki (Lymantria dispar) czy białki wierzbówki (Leucoma salicis) pokryte są termoizolującą wydzieliną gruczołów samicy. Z kolei wiele gąsienic spędza zimę u podstawy roślin żywicielskich w specjalnie skonstruowanych oprzędach z resztek liści i jedwabiu. Owłosienie, które posiada wiele zimujących larw, umożliwia przeżycie nawet w przypadku zalania terenu. Na przykład gąsienice kokonicy jeżynówki (Macrothylacia rubi) mogą zimować w bryłkach lodu. Stadium, które ze względu na mocną kutikulę i nieruchliwość wydaje się być najlepiej predysponowane do diapauzy, to poczwarka. Dodatkowymi zabezpieczeniami mogą być czasami kilkudziesięciocentymetrowa warstwa gleby, w którą wkopuje się gąsienica po zakończeniu żerowania, gruby kokon czy zwiększona ilość wosku. Stosunkowo najrzadziej występuje zjawisko diapauzy w przypadku dorosłych motyli. Niektóre rusałki, powszechnie znany listkowiec cytrynek (Gonopteryx rhamni) oraz wiele sówek (Noctuidae) jak np. szczerbówka ksieni (Scoliopteryx libatrix) spędza na w dziuplach, norach, jaskiniach lub nieogrzewanych pomieszczeniach. Stan, w którym przebywają, jest dość płytki, stąd też nierzadko spotyka się te motyle nawet w środku zimy przy gwałtownych ociepleniach.

O ile stadium, w którym może nastąpić przerwanie rozwoju, jest ściśle określone, o tyle sam fakt zaistnienia diapauzy nie zawsze jest bezwarunkowy. Wyróżniamy dwa typy diapauzy. Pierwszy to tzw. diapauza obligatoryjna, która występuje regularnie w rozwoju, bez względu na czynniki środowiskowe. Takiej diapauzie podlegają zwykle gatunki dające w ciągu roku tylko jedno pokolenie. U gatunków wielogeneracyjnych spoczynek następuje tylko w rozwoju pokolenia stykającego się z niekorzystnymi warunkami i nosi to zjawisko nazwę diapauzy fakultatywnej. Możliwość kontynuacji rozwoju nie jest uzależniona jedynie od ustąpienia oddziaływania niekorzystnych czynników. Np. dla jaj brudnicy nieparki konieczny jest kilkumiesięczny okres chłodów, aby mogła nastąpić reaktywacja rozwoju. Dzięki takiemu mechanizmowi wykluczony jest np. wylęg larw w czasie przejściowego ocieplenia.

Powstaje pytanie jak w przypadku gatunków wielopokoleniowych następuje „przewidywanie” zmiany pory roku? W odróżnieniu do czynników środowiskowych, takich jak temperatura, wilgotność, jakość i dostępność pokarmu, jedynym precyzyjnie zmieniającym się parametrem jest długość dnia. Dlatego też ten czynnik środowiska jest dla wielu gatunków wskaźnikiem o kluczowym znaczeniu i wejście w diapauzę poprzedzone jest zwykle skróceniem się okresu światła (fotoperiodu) poniżej pewnej wartości krytycznej w przypadku „gatunków dnia długiego” lub też wydłużeniu się powyżej pewnej wartości u „gatunków dnia krótkiego”.

Długość dnia nie oddziaływuje zwykle bezpośrednio na stadium wchodzące w diapauzę, W przypadku diapauzy poczwarkowej i embrionalnej wrażliwe na fotoperiod są najczęściej larwy, a dla larwalnej długość dnia „rejestrowana” jest przez dorosłe samice. Przykładem może być nastrosz półpawik, u którego „decyzja” o diapauzie zapada w czasie trwania stadium gąsienicy, efekt zaś występuje u poczwarki. Przerwanie diapauzy wiąże się również często z określnymi warunkami świetlnymi, które często stanowią one lustrzane odbicie warunków niezbędnych do jej indukcji. Ponadto do tego, aby mogła nastąpić zmiana programu rozwojowego, polegająca na wejściu w diapauzę czy też wyjściu z niej, nie wystarcza zwykle pojedynczy cykl światła i ciemności. Prawdopodobnie w mózgu znajduje się licznik, który zbiera i przechowuje informacje o liczbie „efektywnych” cykli.

Oprócz strategii przetrwania zimy, polegającej na zapadaniu w diapauzę, w świecie motyli stykamy się również ze zjawiskiem migracji. Najbardziej spektakularnym przykładem wędrówki motyli jest coroczna migracja amerykańskiego monarcha (Danaus plexippus). Mniej znane ale również niezwykle ciekawe są zachowania krajowych gatunków ale to już inna historia…

Fot. ROverhate