Феномен дальних перелетов бабочек монархов

Бабочка монарх использует свой магнитный биокомпас, чтобы мигрировать на тысячи километров от Северной Америки, говорят ученые.

Известна способность бабочек монархов ориентироваться в пространстве по солнечному компасу, но даже в пасмурный день они могут двигаться в южном направлении, к Мексике. В условиях лабораторного эксперимента бабочки изменяли направление полета в зависимости от изменений воздействующего на них магнитного поля.

Предполагается, что, подобно черепахам и птицам, бабочки имеют геомагнитный компас. Таковы результаты исследований, опуликованные в журнале Nature Communications. Учеными поднимается проблема негативного воздействия на бабочек производимого в результате деятельности человека «шума».

Удивительные перелеты

Североамериканская бабочка монарх Danaus plexippus известна за ее способность к дальнему перемещению из Канады в Мексику. Каждую осень, несмотря на то, что они ранее не летали на расстояние нескольких сотен метров, миллионы насекомых покидают территории вокруг одного из канадских Великих озер – озера Эри - и отправляются на юг к теплым лесам в горах центральной части Мексики. Там они проводят зиму, создавая своим присутствием на деревьях потрясающей красоты картину, что привлекает в те места тысячи туристов. Древние майя считали бабочек душами умерших родственников.

«Это удивительная составляющая природы. Это подобно работе искусства. Это вдохновляет и может пояснить нам многое о передвижении животных», - говорит профессор Стивен Репперт из медицинского научного центра Массачусетского универститета. Многие годы он и его коллеги стараются узнать, как бабочкам удается находить нужное направление в сторону экватора. Ранее стало известно, что бабочки способны определять положение солнца благодаря сверхчувствительным клеткам, находящимся на их усиках. В комбинации с их внутренними биологическими часами это позволяет бабочкам создавать свой собственный бионавигатор. И даже если небо затянуто тучами, насекомые не теряют свой путь, имея дополнительный магнитный компасс.

Чтобы проверить это, ученые поместили бабочек в авиастимулятор, позволяя им выбрать любое направление, оставаясь на месте. Бабочки находились в камере с системой магнитного индуктора и различным углом наклона поля, эффективно изменяющим положение экватора и полюсов. Бабочки реагировали, поворачиваясь в направлении, которое они  воспринимали как юг. Их магнитный компас сработал также и в том случае, когда бабочки были облучены ультрафиолетовым или синим светом. В предыдущих экспериментах с монархами подобное исследование не проводилось, и это объясняяет, почему ученые не могли найти подтверждение существования такого компаса.

«По нашему убеждению, это первая демонстрация использования отклонений магнитного компаса насекомым, мигрирующим на большие расстояния», – говорит профессор Репперт. – «Этот компас может служить как важный механизм ориентации в тот период, когда недоступны сигналы дневного света».

По словам ученых, еще нужно определить, имеют ли бабочки «чувство географичекой карты», позволяющее им распознавать определенное местоположение, например, место зимовки. Они расследовали механизм работы компаса, который, по их мнению, запускается в действие биомолекулами в усиках, называемых криптохромами, которые одновременно чувствительны к свету и магнитным полям.

Подобный компас могут иметь птицы и морские черепахи, но легче изучать бабочек, чтобы раскрыть тайну их поведения. Изучение того, как монархи совершают это чудо, также может помочь их сохранению.

«Люди обеспокоены тем, что бабочки подвергаются опасности из-за изменений климата, применения гербицидов, постоянного недостатка нектароносных растений (главный пищевой источник бабочек) и мест их зимовки», - говорит профессор Репперт. – «Мы наблюдали около полумиллиарда бабочек в местах их зимовки. Но в прошлом году их было уже приблизительно на два порядка меньше». И сейчас возникает еще одна серьезная проблема, как считает доктор Репперт: «Существует потенциальная угроза нарушения работы магнитного компаса у бабочек из-за производимого человеком электромагнитного шума».

Стивен Реппер приводит недавнее исследование касательно птички зарянки, в котором подчеркивается, что даже слабые электромагнитные поля от электроприборов и радио в АМ-диапазоне может причинить вред внутреннему компасу птиц.