Окраска насекомых

Пигменты

Окраска тела насекомых формируется благодаря нескольким группам пигментов.

Меланины

Имеют общее значение и встречаются у большинства видов; по структуре эти вещества схожи с меланином кожи и волос человека, но их точное строение до конца не изучено. Это обширная группа химических соединений, которые обычно откладываются в поверхностных слоях кутикулы. Основной цветовой спектр меланинов начинается от светло-бежевой и охряной и заканчивается темно-коричневой и черной окраской, в некоторых случаях подобное происхождение имеют и красные цвета.^[4]

Пигменты этой группы, как правило, равномерно распределены в веществе кутикулы, поэтому места утолщения и уплотнения наружного скелета содержат больше меланинов и становятся более темными. Так, грудные сегменты нередко кажутся темнее брюшка, на котором кутикула тоньше, а мощные мандибулы часто бывают более насыщенными по цвету в сравнении с остальными частями головы.^[5]

Очень многие насекомые имеют почти исключительно меланиновую окраску, например, тараканы, куколки многих бабочек и мух, и т.д. На их примере можно заметить, что первые несколько часов после очередной линьки цвет их тела остается светлым. Для того, чтобы он потемнел, необходим контакт пигмента с воздухом. Если на какое-то время перекрыть насекомому доступ кислорода, его окраска останется почти белой.^[5]

Пуриновые пигменты

По строению эти вещества являются дериватами мочевой кислоты; они могут придавать телу насекомого белый, желтый и оранжевый цвет. Присутствие данных пигментов было обнаружено в гиподерме и крыльях некоторых насекомых. Подобной окраской отличаются белые крылья бабочек-белянок, гиподерма тела ос и т.д.^[1]

Каротиноиды

Придают красный, желтый, оранжевый цвет, характеры, к примеру, для личинок колорадского жука. В то время, как они питаются листьями картофеля, содержащийся в них каротин (предшественник витамина А) задерживается в организме и откладывается в органах и гиподерме (фото) Эти вещества относятся к так называемым заимствованным пигментам, так как образуются из компонентов поступающей пищи. Цвет насекомого, тело которого окрашено такими пигментами, может меняться, если в его питании сокращать содержание природных пигментных веществ.^[5]

Флавоновые пигменты

Дают примерно такой же спектр цветов, как и каротиноиды; встречаются в теле клопов Coreidae, желтых крыльях бабочек Melanargia. Аналогично каротиноидам, являются заимствованными, происходят из растительных продуктов, окрашенных в желтые и оранжевые цвета.^[5]

Антоцианы

Имеют сиреневый, фиолетовый цвет, присущи личинкам долгоносика и пилильщика. Антоциановые пигменты присутствуют в теле тех насекомых, которые употребляют в пищу растения бордового, фиолетового цвета, например, цветную капусту, баклажаны, лепестки и тычинки некоторых цветов, красный виноград, плоды ежевики и др.^[5]

Хлорофиллоподобные пигменты

Обеспечивают зеленую окраску тела. Так как подобный цвет чаще всего имеют растительноядные виды (например, кузнечики), неоднократно высказывалось предположение о том, что такие пигменты происходят из потребляемой пищи. Локализация этих веществ может быть очень разной. Например, они находятся в кутикуле куколки махаона, крови некоторых гусениц, гиподерме листовидки Phyllium.^[5]

Долгое время вопрос о сходстве хлорофиллоподобных пигментов с хлорофиллом растений оставался дискутабельным. Химически у них было обнаружено много общего, однако непонятным оставался факт, почему зеленую окраску также имеют не только растительноядные виды, но и некоторые хищники, которые не получают хлорофилла.^[5] Позже было доказано, что у последних такой цвет обусловлен наличием в теле не хлорофилла, а биливердина – его «дальнего родственника», с которым он имеет общего предшественника – молекулу глицина.^[2]

Гемоглобиноподобные пигменты

Имеют красный цвет, растворены крови, по структуре напоминают гемоглобин теплокровных. В связи с его наличием личинки комаров хирономид имеют розоватый цвет.^[5]

Птеридины

Являются флуоресцирующими пигментами, обнаружены в крыльях, глазах и других тканях. В ряде случаев белая, желтая, оранжевая и красная окраска насекомых создается этими веществами.

Оммохромы

Светозащитные пигменты, локализованные в клетках, прилегающих к светочувствительным клеткам омматидиев сложных глаз насекомых. Благодаря наличию оммохромов, глаза насекомых могут быть красного, желтого и коричневого цветов. Оммохромы содержатся и во многих других тканях насекомых, например, в гиподерме, а у бабочек они являются экскретами и одновременно пигментами крыльев.^[4]

Помимо перечисленных, существуют и другие пигменты, более или менее часто встречающиеся у насекомых.

Структурная окраска

Структурная, или физическая окраска, обусловлена особым строением хитиновой кутикулы, которая создает возможность для возникновения определенных оптических эффектов. Цвет покровов тела насекомого, обусловленный физическими явлениями, не связан с присутствием в кутикуле пигментов, хотя они и могут играть дополнительную роль, внося свои нюансы в общее восприятие окраски. В результате наличия светоотражающих и преломляющих частиц происходят явления рассеивания, интерференции и отражения, разлагающие белый свет на лучи разного спектра. Таким образом, физическая окраска может быть любой. Ее характерная особенность состоит в том, что она всегда имеет характерный металлический блеск.^[5]

В зависимости от преобладающего физического явления, оптическую окраску можно разделить на две разновидности – интерференционную и дифракционную.

Интерференционная окраска

обусловлена особым расположением оптически активных структур. Если они имеют довольно крупные размеры и нерегулярно распределены по поверхности кутикулы, цвет, который приобретает тело насекомого, воспринимается как белоснежно-перламутровый. В том же случае, когда светоактивные образования располагаются в определенном порядке (регулярно), и расстояния между ними сравнимы с длиной волны для определенного спектра, возникает явление интерференции. В результате усиливается определенный цвет, который меняется и переливается при изменении угла зрения.^[4]

Эта окраска характерна для многих насекомых: парусников, голубянок, мелких поденок и златоглазок. Однако одним из самых представительных примеров являются крылья тропических бабочек Urania. Они имеют особый рисунок: зелено-голубые пятна и полосы на темном фоне, которые при полете и взмахах крыльями переливаются всеми цветами радуги.(фото)

Дифракционная окраска

, встречающаяся у некоторых бабочек и у ряда жуков (жужелицы и др.), возникает на тонких дифракционных решетках кутикулы, причем она сохраняется даже на коллоидных слепках с поверхности тела. Так создаются многие металлические или радужные окраски жуков, ночных и дневных бабочек.^[4]

Примером такой окраски может служить тропические бабочки из рода Morpho и многие другие представители тропических нимфалид. Изучение с помощью электронного микроскопа показало, что каждое ребрышко составлено из множества групп параллельных, чрезвычайно тонких продырявленных пластинок. Данные, полученные при исследовании, свидетельствуют о том, что ребрышки с более простой структурой создают неметаллическую окраску, и только при наличии ребрышек со сложной структурой получается та ослепительная радужная окраска, которой знамениты эти бабочки.^[4]

Комбинированная или смешанная окраска

Очень часто действительная окраска насекомого связана сложением пигментной и структурной окраски, когда имеющиеся пигменты и оптические структуры кутикулы образуют своеобразный рисунок.

Функции окраски

«Выбор» цвета для насекомых не случаен, особенности окрашивания тела всегда имеют определенное назначение. Маскирующие цвета, как правило, позволяют растительноядным видам защищаться от хищников (зеленые кузнечики не видны на фоне листвы); в то же время, цвет, позволяющий слиться с природным фоном, может быть и у самих хищников (богомол подстерегает жертву, пользуясь своей «невидимостью»). Иногда характерные цвета и рисунок позволяют насекомым узнать особь своего вида и выделить партнера.^[2]

Наличие ярких покровов тоже имеет определенный биологический смысл. У кого-то он предупреждает о ядовитости его носителя, наличии у него защитных пахучих желез, жала или других механизмов защиты, предостерегая врагов от нападения. Например, черно-желтая окраска брюшка пчел существует именно для этого; аналогично, яркой окраской отличаются многие ядовитые гусеницы. (фото) Есть и вполне беззащитные виды, которые пользуются своим соседством с ядовитыми насекомыми и «притворяются» ими, повышая свои шансы на выживание – к примеру, контрастную «пчелиную» окраску имеют не только сами пчелы, но и несколько видов мух.^[2]

Особенности окраски некоторых насекомых в совокупности с особой формой поведения помогают им избегать возможных опасностей. Так, вспыхивающий палочник Tropidoderus rhombus имеет зеленоватый цвет, но крылья у него яркие, хотя в сложенном состоянии они не видны. При приближении врага насекомое резко взлетает, расправляя крылья, что создает видимость вспышки и сбивает с толку противника.^[3]

Есть насекомые, которым цвет помогает в терморегуляции. У того же палочника в зависимости от температуры воздуха пигменты мигрируют либо в клетки гиподермы, либо за их пределы, что вызывает изменение окраски. При 25-30 градусах насекомое имеет зеленый цвет, а со снижением температуры темнеет, что изменяет степень поглощения тепла.^[3] В других случаях цвет и температура соотносятся иначе. Так, весенние поколения бабочек – медведиц, развивающиеся при небольшом прогревании воздуха, желто-оранжевые, а летние поколения, появляющиеся при жаркой погоде, имеют бурые крылья.^[2]