Коадаптация бабочек-опылителей к растениям

Чтобы раздвинуть парус и лодочку, требуются большие усилия, так как эти части цветка закреплены по-разному в основании лепестков (van der Pijl, 1954). Автогамии не происходит. Более любопытное изменение в направлении плоскости симметрии обнаружено у Phaseolus, у которой пестик, трубка, образованная тычиночными нитями, и закрытая клювоподобная лодочка спирально закручены. У Ph. vulgaris спираль делает один оборот с сопровождающейся незначительной асимметрией паруса.

Этот вид обычно автогамный. У Ph. caracalla этот принцип доведен до крайности; спираль лодочки образует не менее четырех оборотов. При этом симметрия цветка полностью нарушается и лепестки принимают новое положение: парус в латеральной, а весла в срединной плоскости. Помимо того что пыльца располагается сбоку от опылителя, эта фантастическая структура функционирует еще, подобно структуре у Vicia и др., т. е. пыльца счесывается концом столбика.

Эти цветки обычно посещает крупная бабочка, и, поскольку в цветках имеется большое количество нектара, они надолго задерживают ее. Структуры, подобные этой, не типичны. Чрезвычайно интересно, что спиральные лодочки обнаруживаются также и у других видов, не родственных Phaseolus (Lathyrus rotun-difolius; К. R egri), и этот же самый принцип характерен для Pedicularis. Мотыльковый цветок приспособлен к посещению пчелами, которые, вползая в цветок, раздвигают лепестки. Пыльца собирается на брюшке насекомого. При этом наблюдается соответствие в размерах цветков и бабочек.

Бабочки достигают нектарников с помощью своих хоботков, не заставляя раздвигаться лепестки, следовательно, они являются нектарными ворами. Некоторые Papilionaceae — орнитофилы, и их цветки соответственно изменены. В частности, парящие птицы не могут заставить цветок открыться. Уже была упомянута Camptosema nobile, имеющая открытую трубку, образованную лодочкой и веслами. У Clianthus puniceus цветок образует вертикальную полоску, причем парус загибается кверху, а другие лепестки — книзу. Обе части цветка — узкоконические. Весла очень маленькие, не соединены с лодочкой и не имеют никакого функционального значения в процессе опыления. При культивировании этих растений в странах, где живут колибри, они посещаются и этими птицами.

Дальнейшие изменения, связанные с орнитофильностью, можно наблюдать у Erythrina. Е. crista galli (тропическая Америка) имеет очень жесткие цветки, которые перевернуты, подобно цветкам Centrosema. Однако здесь парус отогнут книзу и даже немного назад, так что он не может быть использован в качестве посадочной площадки. Весла уменьшены и их почти нет, тогда как лодочка образует очень жесткую закрытую трубку, положение которой по отношению к оси цветка не может быть изменено без ее разрушения.

Пыльники и столбики свободно выставлены на конце трубки лодочки, и пыльца откладывается нототрибически на птицах-опылителях, посещающих цветки. Эти цветки очень богаты нектаром, который вытекает из тычиночной трубки в основание лодочки. Отложение пыльцы на верхней части головы птиц-опылителей исключает этот цветок, подобно цветкам Centrosema, из группы мотыльковых цветков и означает, что он должен быть отнесен к группе сильно видоизмененных цветков с зевом, приспособленных к орнитофилии (например, Salvia splendens). Все виды рода Erythrina — явные орнитофилы; виды цветков, которые опыляются птицами и встречаются на других континентах, не всегда перевернуты и, таким образом, все еще остаются в группе мотыльковых цветков.

У Е. variegata var orientalis соцветие принимает вид мотылькового цветка второго порядка (Docters van Leeuwen, 1931), тогда как, по мнению Элиота (Elliot, 1890), Е. caffra таким же образом формирует щетковидный цветок. ГЛАВА 2. Бабочки — опылители2.

1 Строение бабочки

Бабочки относятся к членистоногим — самым высокоразвитым животным среди беспозвоночных. Свое название они получили за наличие членистых трубчатых конечностей. Другим характерным признаком является наружный скелет, образованный пластинками прочного полисахарида — хинина. У членистоногих вследствие развития прочной наружной оболочки и членистых конечностей появилась сложная система мышц, крепящихся изнутри к покровам. Все движения их частей тела и внутренних органов связаны с мышцами. (См. Рис№ 1)Рис.

1. Строение бабочки. 1- брюшко; 2- грудь; 3- голова с усиками; 4- хоботок; 5, 8, 9- передние, средние и задние ноги; 6, 7- первая и вторая пара крыльев. Тело бабочек состоит из трех отделов: головы, груди и брюшка. Перепончатой короткой и мягкой шеей голова скреплена с грудью, состоящей из трёх неподвижно соединённых друг с другом сегментов.

Места соединения не заметны. Каждый из сегментов несёт по паре членистых ног. На груди у бабочек имеется три пары ног. Передние лапки самцов нимфалид, сатиров голубянок недоразвиты; у самок они развиты сильнее, но при ходьбе также не используются и всегда прижаты к груди. У парусников и толстоголовок все ноги развиты нормально, а голени их передних ног снабжены лопастевидными образованиями, которые, как полагают, используются для чистки глаз и усиков. У бабочек ноги служат в основном для закрепления на определённом месте и только потом — для передвижения. У некоторых бабочек на ногах расположены вкусовые рецепторы: до того, как такая бабочка коснётся конечностью сладкого раствора, она не развернёт хоботок и к еде не приступит.

5, С.69−78]На голове расположены ротовой аппарат, усики и глаза. Ротовой аппарат сосущего типа — это нечленистый, в покое спирально завитой, длинный трубчатый хоботок. В его образовании принимают участие нижние челюсти и нижняя губа. Верхние челюсти у бабочек отсутствуют. Во время приема пищи бабочка расправляет длинный хоботок, погружая его вглубь цветка, и высасывает нектар. В качестве основного источника пищи взрослые чешуекрылые используют нектар, поэтому входят в число основных опылителей цветковых растений. У всех насекомых и у бабочек, в том числе есть особый орган, называемый джонсовым, предназначенный для анализа тряски и звуковых колебаний.

С помощью этого органа насекомые не только оценивают состояние физической среды, но и общаются между собой. (См. рис.

2). 5, С.69−78]Рис. 2. Строение ротового аппарата 2.2Примеры коадаптации растений и бабочек-опылителей

Цветы, опыляемые бабочками: дневными, в основном с красными цветами;

ночными — с белыми цветами, без рисунка на лепестках, указывающего положение медохранилищ (нем. ohne Saftmal), но, в основном, с сильным ароматом. Орхидеи появились на нашей планете примерно 20млн. млн. назад. примерно 20% из них опыляется только бабочками. за это время они продемонстрировали уникальный прием коадаптации. Одни орхидеи вытягивают цветонос над листвой дерева-носителя, чтоб насекомым было легче находить цветы (Oncidium leucochilum цветонос 3 метра), другие прижимаются к грунту, приспосабливаясь к ползающим насекомым-опылителям. Некоторые орхидеи и насекомые стали очень зависимы друг от друга.

3, С.109−112]Рис. № 3. Ночной бражник с хоботком длинной около 23 см. Нужно отметить, что цветы орхидей, опыляемые дневными бабочками заметно отличаются от цветов, опыляемых ночными мотыльками и бабочками. У первых цветки яркие, желтые, розовые, красные, у других белые или бледной окраски, за то сильно пахучие в ночное время, так как бабочки ищут их по запаху, как например бражники с длинными хоботками. У других орхидных с базитонными. пыльниками процесс опыления отличается только небольшими деталями. Ярким примером тому служат кокушник удлиненные прилипальца которого образуют сводчатую кровлю над входом в нектарник — длинный шпорец, а лопасти рыльца занимают боковое положение с двух сторон от входа в нектарник. Когда бабочки просовывают хоботок в шпорец, сводчатые прилипальца приклеивается к хоботку по бокам его и, как и у ятрышника, сначала торчат вертикально, а затем наклоняются вперед по обе стороны хоботка и, точно соответствуя боковому расположению рылец, попадают на них при последующем посещении цветка.

Цветки кокушника привлекают насекомых запахом, усиливающимся к вечеру, и предлагают им нектар, обильно выделяемый эпидермальными клетками с папиллами в длинном изогнутом шпорце. 5, С.69−78]Опыление любки двулистной производят ночные бабочки, особенно бражники, летящие на сильный запах, который испускают к вечеру белые цветки. Отделенные друг от друга и расположенные по бокам клювика прилипальца приклеиваются сбоку головки бабочки или к основанию хоботка либо даже на один из ее глаз, и во время полета их хвостик совершает движение вниз к центру так, чтобы поллиний мог попасть затем на поверхность рыльца, расположенную в середине колонки. А у близкого к ятрышнику рода анакамптис (Аnаcamptis) прилипальце имеет седловидную форму, и во время полета бабочки края этого «седла» мгновенно закручиваются внутрь, охватывая хоботок с двух сторон, что приводит к расхождению поллиниев в стороны, затем они изгибаются, как у кокушника, параллельно хоботку, и такое их положение соответствует боковому положению лопастей рыльца.

Разнообразные выросты, бороздки на губе ориентируют опылителя в нужном направлении. У анакамптиса, например, на губе имеются суживающие валики, направляющие движение хоботка насекомого к клювику. Иногда и сам клювик определяет действие насекомых. У хабенарии прямо вперед торчащий клювик заставляет пчел просовывать хоботок в нектарник со стороны так, чтобы хоботок коснулся рыльца. А у спирантеса (Spiranthes) клювик в молодых цветках закрывает вход в нектарник и одновременно доступ к рыльцу. Насекомое может только удалить поллинии, но не оставить их на рыльце, но у более старых цветков клювик сморщивается и отодвигается.

Тогда освобождается проход к рыльцу. Этим обесценивается перекрестное опыление. 3, С.109−112]ЗАКЛЮЧЕНИЕТема данной курсовой работы Коадаптация бабочек-опылителей к растениям. В данной работе были рассмотрены исключительно глубокие взаимные приспособления растений и животных, коадаптации, в которых наиболее наглядно проявляется зависимость растений от животных и наоборот, можно проследить у цветковых растений и животных-опылителей. Животные, особенно насекомые, способствуют размножению многих растений, и без опылителей большинство современных цветковых растений не в состоянии размножаться.

Кроме того, животные распространяют семена и споры многих растений, помогая им расселяться. Но в опылении цветковых растений и распространении плодов животными проявляется такое глубокое и тонкое взаимное приспособление этих групп органического мира, что это требует специального рассмотрения. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫЖизнь растений: в 6-ти томах. — М.: Просвещение. Под редакцией А. Л. Тахтаджяна, главный редактор чл.-кор.

АН СССР, проф. А. А. Федоров. 1974

Корнелио М. П. Школьный атлас-определитель бабочек. Книга для учащихся. — М.: Просвещение, 1986

Красилова В.А." Происхождение и ранняя эволюция цветковых растений". М.: Наука, 1989. 264 с. Лекявичюс Э. Элементы общей теории адаптации. Вильнюс, «Мокслас», 1986. — 273 с. Чайнери М.

Бабочки. — М.: АСТ, 2002. — 256 с.