Борис Сергеев - Мои питомцы и другие звери
Сначала ученые решили, что у снежных совок какие-то особые мышцы, способные хорошо работать даже охлажденными. Но наблюдения показали, что эти предположения не соответствуют действительности. Если температура воздуха держится на уровне нуля градусов, бабочкам иногда требуется до получаса, а иногда и больше интенсивно трепетать крыльями, прежде чем они смогут подняться в воздух. Для этого каждой из них приходится вырабатывать пятнадцать калорий тепла, на что им требуется не меньше четырех миллиграммов сахара.
Совки-кукулины — совсем небольшие бабочки, весом около 0,1 грамма. Поэтому их способность сохранять активность зимой особенно удивительна, ведь мелкие существа остывают особенно быстро. Оказалось, что эти бабочки не только во время покоя, но даже во время полета теряют гораздо больше тепла, чем могут вырабатывать их летательные мышцы, иными словами, гораздо меньше, чем им требуется, и быстро остывают. Поэтому кукулины, вылезающие из укрытия в холодную погоду, замерзают даже на лету и вынуждены делать во время полета остановки, чтобы, размахивая как следует крыльями, снова согреться. Только когда температура воздуха повысится до +10 градусов, они могут летать целую ночь, не делая остановок для подогрева. А чтобы при нуле градусов поддерживать температуру своего тела на уровне 30 градусов, им приходится вырабатывать 0,42 калории тепла в минуту. Летательные мышцы кукулин столько тепла вырабатывать не могут!
В конце концов приспособления для жизни на снегу у кукулин нашлись. В первую очередь обратила на себя внимание теплая одежда — прекрасная шубка бабочек: щетинка густых волосков, покрывающих ее тело. Эти щетинки — видоизмененные чешуйки, которые на крыльях дневных бабочек создают замысловатые узоры. У кукулин беловатые пушистые чешуйки, очень напоминающие муку крупного помола, как и у других бабочек, остаются на пальцах, если снежную совку взять в руки. Шубка позволяет снежной бабочке терять тепло в два раза медленнее, чем она охлаждалась бы без этой одежонки. При температуре ноль градусов нормальная взрослая бабочка, если она разогрелась до температуры 35 градусов, а затем передумала лететь и осталась сидеть на березе, остывает со скоростью 13 градусов в минуту! Бабочка, с которой сняли шубку, за одну минуту остынет на 26 градусов!
Изучая, как разогреваются и остывают снежные бабочки, ученые обнаружили удивительную вещь: когда грудной отдел тела насекомого, где находятся летательные мышцы, разогреется до 35 градусов, температура брюшка может быть равной нулю и будет лишь на полградуса теплее окружающего воздуха. Оказалось, что таким способом кукулины экономят тепло. Для этого у них имеются два приспособления. Во-первых, это надежная термоизоляция грудного отдела от брюшка. Она осуществляется с помощью воздушных мешков и воздушных прокладок. Во-вторых, есть теплообменники на пути перехода «горячей» крови из грудного отдела в брюшко и холодной из брюшка в грудной отдел тела, где находятся летательные мышцы. Благодаря этим теплообменникам кровь, вытекающая из грудного отдела тела, все свое тепло без остатка отдает крови, возвращающейся назад, нагревая ее, что позволяет все тепло вернуть обратно. Таким образом, потерь тепла, которые могли бы вызвать циркуляцию крови, не происходит. Тепло, вырабатываемое кукулиной, не распределяется на все тело бабочки, а остается там, где находятся органы, обеспечивающие ее полет.
Справляться с зимними холодами снежным бабочкам помогает их рациональное поведение. Пока кукулина сидит на древесном стволе, ожидая наступления сумерек, или ночью, пока сосет сок из поврежденной коры, она не стремится поддерживать свою температуру на оптимальном для полета уровне и не машет крыльями. Иными словами, эти бабочки никогда не производят излишков тепла, а приступают к его усиленной выработке, только когда это становится остро необходимым.
Там, где живут кукулины, случаются и сильные, хотя обычно кратковременные, заморозки. Снежные бабочки не имеют никаких приспособлений, которые могли бы помочь им пережить значительное снижение температуры собственного тела. В отличие от них, подавляющее большинство зимующих у нас насекомых, их личинки или яички, которые способны без вреда для себя переносить зимние холода, с наступлением прохладной погоды вырабатывают в своем теле вещества, препятствующие образованию льда. Те насекомые, которые не умеют их синтезировать, случайно оказавшись при температуре ниже -1 градуса, гибнут, так как в их теле, мышцах, сосудах, мозге, кишечнике, в каждой клеточке их тела образуются микроскопические кристаллики льда и своими острыми гранями наносят вред всем клеткам организма. Кукулины таких веществ вырабатывать не умеют и, если температура их тела упадет ниже -1,-2 градусов, гибнут, как и любые тропические насекомые, случайно попавшие в холод.
Догадаться, что в теле бабочки начал образовываться лед, нетрудно. Когда вода замерзает, она выделяет тепло, поэтому при образовании в теле кукулин кристалликов льда их температура ненадолго повышается. С помощью специальных приборов легко проследить за малейшим изменением температуры тела бабочек и можно точно определить, при какой температуре тела они погибают.
В природе снежные бабочки не допускают, чтобы температура их тела резко опустилась, и заранее прячутся в места, где теплее. Чаще всего они забираются в опавшие листья. Под ними даже в тридцатиградусные морозы температура никогда не опускается ниже -2 градусов, а если листья покрыты снегом, то температура не опускается ниже нуля или +1 градуса. Как только потеплеет, кукулины выбираются из своих убежищ, разогреваются и отправляются по своим делам. Если бы в их теле были вещества, мешающие образованию льда (их называют антифризами), бабочки не смогли бы так быстро включаться в активную деятельность, так как антифризы очень ядовиты, и, прежде чем приступить к активной деятельности, их необходимо уничтожить, а на это требуется немало времени. Может случиться, что короткая оттепель быстро сменилась морозной погодой, а антифризы еще не разрушены, и по причине нового похолодания их нужно синтезировать заново. Уничтожать и снова воссоздавать антифризы — дорогое удовольствие, и эта необходимость не позволила бы бабочкам пользоваться короткими оттепелями. Антифризы, видимо, годятся лишь для консервации организма на длительный срок.
В поведении кукулин интересно еще и то, что в морозы они вовсе не стремятся спрятаться в такое убежище, где по-настоящему тепло. Это для снежных бабочек не только невыгодно, но даже опасно. Иногда морозная погода может затянуться, и бабочки не смогут вылетать на поиски корма, а его запасов в желудке может не хватить, и они погибнут от истощения, не дождавшись очередной оттепели. Чем теплее, тем процессы жизнедеятельности в организме бабочек будут протекать интенсивнее и тем больше им потребуется корма. Маленькой кукулине, съевшей всего шесть миллиграммов сахара, при температуре воздуха -2 градуса этого запаса пищи хватит, чтобы прожить три с половиной месяца. Если же в ее убежище станет чуть теплее и температура поднимется до нуля градусов, те же запасы пищи обеспечат затворниц всего на 24 дня, а при температуре +10 градусов — только на 11 дней.
