Бабочка геликония прожила 348 дней. На стадии имаго

Бабочки из рода геликоний подтвердили статус долгожительниц. Энтомологи установили, что имаго вида Heliconius hewitsoni могут прожить 348 дней, пусть это и не абсолютный рекорд среди чешуекрылых. Для сравнения — у представителей близких родов взрослая стадия продолжается от 14 до примерно 100 дней. Более того, эксперименты показали, что у геликоний замедлены темпы старения. Судя по всему, необычное долголетие этих бабочек связано с тем, что они освоили питание пыльцой. Это позволило тратить больше ресурсов на размножение и значительно продлить репродуктивный период, что вывело поздние стадии жизни из тени естественного отбора и способствовало появлению механизмов, замедляющих старение и увеличивающих срок жизни. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.

Большинство бабочек (Lepidoptera) после выхода из куколки живут всего от одной до нескольких недель. Однако у

Например, траурниц (Nymphalis antiopa) и павлиньего глаза (Aglais io) из семейства нимфалид (Nymphalidae).

, которые зимуют, впадая в спячку на стадии взрослой особи, этот этап жизни может растянуться до нескольких месяцев. А имаго центрально- и южноамериканских бабочек геликоний (Heliconius) из семейства нимфалид (Nymphalidae) даже без диапаузы способны дожить по крайней мере до шести месяцев. Для сравнения — у их ближайших родственников по трибе Heliconiini взрослая стадия, согласно литературным данным, длится лишь около шести недель. Необычно долгий по меркам бабочек срок жизни взрослых геликоний связывают с тем, что на стадии имаго они, помимо нектара, активно собирают и

Такой рацион характерен почти для всех представителей рода, за исключением четырех видов, чей систематический статус не до конца понятен, а продолжительность жизни неизвестна.

пыльцу, которая обеспечивает их незаменимыми аминокислотами.

Энтомолог Джессика Фоли (Jessica Foley) из Бристольского университета и ее коллеги решили больше узнать о долголетии геликоний. На первом этапе исследования они поискали в научной литературе данные о продолжительности жизни имаго у представителей этого рода и других родов из трибы Heliconiini. Авторы также обратили внимание, что геликоний и их родственников часто содержат в домах бабочек. Поэтому они связались с несколькими такими учреждениями и получили от их сотрудников дополнительные сведения о том, насколько долго чешуекрылые из трибы Heliconiini живут в неволе.

Оказалось, что продолжительность стадии имаго у разных представителей трибы Heliconiini может отличаться в 25 раз. Меньше всего живут взрослые особи Dione juno: всего 14 дней. А геликонии Heliconius hewitsoni, напротив, отличаются удивительным для бабочек долголетием. Имаго этого вида способны прожить 348 дней — то есть почти год. Впрочем, это не рекорд для бабочек в целом: согласно данным, которые получили авторы, у нимфалиды Myscelia cyaniris, не относящейся к трибе Heliconiini, имаго доживают до 380 дней. У поедающих пыльцу представителей рода Heliconius взрослые особи живут в среднем по 177,36 дня, а у представителей других родов из трибы Heliconiini, которые не используют этот источник корма, всего по 57,67 дня (p < 0,001). Собственные эксперименты Фоли и ее коллег, проведенные в инсектарии Смитсоновского института тропических исследований в Панаме, дали похожие результаты. В частности, опыт с 964 бабочками, принадлежащими к 20 видам из трибы Heliconiini, показал, что у питающихся пыльцой геликоний имаго демонстрируют более высокую максимальную (p = 0,008) и медианную (p < 0,001) продолжительность жизни и более низкую смертность (p < 0,001) по сравнению с родственниками.

На следующем этапе Фоли и ее коллеги попытались уточнить, какую именно роль пыльца играет в долголетии геликоний. Они сосредоточили внимание на двух видах из трибы Heliconiini: Heliconius hecale и Dryas iulia. У первого из них имаго поедают пыльцу, а у второго — нет. Члены команды снабжали вышедших из куколок подопытных особей метками с индивидуальными номерами, после чего случайным образом распределяли по двум небольшим вольерам. В одном из них в распоряжении бабочек были живые цветущие растения, свежие срезанные цветки и кормушки с раствором сахарозы и перги. В другом находились только нецветущие растения и кормушки с раствором сахарозы без перги. Авторы ежедневно проверяли вольеры на предмет погибших особей.

Исследователи ожидали, что если лишить взрослых особей H. hecale возможности есть пыльцу, то продолжительность их жизни сократится. Эксперимент подтвердил эту догадку. В вольере с доступом к пыльце медианная выживаемость имаго H. hecale составила 63 дня (максимум 119 дней), а в вольере без доступа к пыльце — 47 дней (максимум 106 дней). Эти отличия были связаны с тем, что вторая группа демонстрировала почти вдвое большую смертность: однако без увеличения скорости старения. В то же время срок жизни взрослых особей D. iulia практически не отличался между вольерами. Медианное значение этого показателя в разных группах составило 27 и 29 дней соответственно, а максимальное — 48 и 50 дней. Тем не менее, даже без доступа к пыльце имаго H. hecale жили значительно дольше, чем имаго D. iulia. Таким образом, долголетие геликоний нельзя объяснить только рационом; похоже, отчасти этот признак закреплен на генетическом уровне.

Дополнительный анализ показал, что с доступом к пыльце возрастная потеря массы у H. hecale составляла 1,06 процента в неделю, а без доступа — 3,5 процента в неделю. Для сравнения, D. iulia теряли по 6,5 процента массы в неделю независимо от рациона. Сила хвата конечностей у H. hecale не снижалась с возрастом — даже в группе, лишенной пыльцы (хотя ее представители на протяжении всей взрослой жизни были слабее сородичей, получавших пыльцу). Однако у D. iulia исследователи отметили возрастное сокращение силы хвата (p = 0,011). К пятой неделе жизни она в среднем снижалась на 25,67 процента относительно первой.

Результаты исследования подтверждают, что имаго геликоний живут намного дольше, чем у родственных видов. Судя по всему, после того, как предки этого рода освоили кормление пыльцой (около 18 миллионов лет назад), они получили возможность тратить больше ресурсов на размножение и благодаря этому значительно продлили свой репродуктивный период. В результате тень естественного отбора сместилась на более поздний срок их жизни, что привело к появлению механизмов, замедляющих старение и способствующих долголетию. С другой стороны, кормление пыльцой тоже оказывает на геликоний непосредственное влияние, снижая уровень смертности от голода, инфекций и нападений хищников.

Ранее энтомологи установили, что геликонии обладают хорошо развитой пространственной памятью. Они запоминают расположение богатых пыльцой цветков и возвращаются к ним изо дня в день.

Источник