Бабочки полярных пустынь
Эти кажущиеся воздушными и изящными создания природы всегда ассоциируются у человека с теплом и летом. Самое высокое разнообразие бабочек свойственно южным широтам. Уже только по этой причине, как гром среди ясного неба, СМИ обратили внимание на тот факт, что в Арктике, на севере архипелага Новая Земля, учёные сфотографировали сидящую на «деревяшке» бабочку
Учёные обнаружили не просто какую-то малозаметную моль с длиной крыльев в один-два сантиметра, а представителя одного из самых богатых красивыми формами семейств чешуекрылых – нимфалид (Nymphalidae).
К этому семейству относятся хорошо известные многим переливницы, траурница, адмирал, репейница и др. виды, встречающиеся в средней полосе России. Поэтому информация о том, что в июле и августе 2020 года совершенно неожиданно для 77о с. ш. сотрудники национального парка «Русская Арктика» обнаружили на территории бывшей полярной станции «Мыс Желания» бабочку, угольницу чёрно-рыжую (Nymphalis xanthomelas), вызвала большой интерес не только у учёных, но и у любителей-натуралистов.
Условия для жизни бабочек в высокоширотной Арктике
В представлении абсолютного большинства читателей животный мир высокой Арктики (под этим термином обычно понимают лежащие в Северном Ледовитом океане острова, где суша в основном покрыта ледниками) – это бродящие среди льдов белые медведи, киты-исполины, лежащие на галечниковых пляжах клыкастые моржи, животные поменьше (северные олени, песцы и птицы) и совсем «маленькие» (лемминги). Но приведённый перечень отнюдь не исчерпывает всего разнообразия обитателей островов.
В этом царстве снегов и ледников помимо них живут ещё сотни видов мало различимых на фоне серых каменистых россыпей и пёстрых галечников существ, насекомых
Среди них – комары-звонцы, различные мухи, ногохвостки, почвенные клещи, даже шмели и другие представители членистоногих, доминирующей по разнообразию видов на планете группы животных. Несмотря на примитивность их «внутренней организации», они приспособились к обитанию при самых экстремальных среди известных на Земле условиях существования.
В пределах арктической области Евразии самые жёсткие условия среды для живых организмов свойственны полярным пустыням архипелагов Земля Франца-Иосифа и Северная Земля, Шпицбергена, северу Новой Земли и небольших островах в акватории Северного Ледовитого океана.
Одним из главных факторов, ограничивающих видовое разнообразие насекомых среди льдов и вечных снегов, является дефицит тепла. Тут даже лето по меркам континентальной суши и то условное, оно более напоминает раннюю весну, когда температура редко превышает плюс 2–5оС. И лишь на несколько дней, да и то не ежегодно, воздух тут прогревается почти до плюс 8–10оС. Часто бывают заморозки, идёт снег или мелкий дождь, и практически всегда дует ветер (вокруг же море!). И такое «лето» длится максимум не более двух с небольшим месяцев.
Помимо этого критическими для насекомых являются ограниченность свободной ото льда и снега суши, отсутствие привычных для большинства из них субстратов и растений (растения тут представлены лишь локальными фрагментами, куртинами), на которых кормятся взрослые особи и гусеницы.
Поэтому условия для протекания метаморфоза насекомых, существования личинок и взрослых особей крайне неблагоприятны. Здесь могут выживать лишь самые адаптированные формы.
Относительно лучше экологическая обстановка в лежащих южнее них арктических тундрах (большая часть Новой Земли, западная часть Шпицбергена, Новосибирские острова, остров Врангеля). Тут и температура выше (бывают дни, когда воздух прогреваются даже до плюс 10–15оС), вегетационный период длиннее (до 2,5–3 месяцев), хорошо развит растительный покров. Но и здесь ощущается дефицит тепла, из-за чего метаморфоз насекомых удлиняет: вместо нескольких недель, что обычно в более южных широтах, он растягивается не на один вегетационный сезон.
Бабочки полярных пустынь
Среди главных загадок природы высокоширотной области Земли – бабочки. Они были обнаружены здесь ещё в пору начала изучения природы Арктики. Так, к примеру, во второй половине XIX века натуралисты отлавливали взрослых бабочек и собирали их гусениц на западном и восточном берегах Южного острова Новой Земли и по берегам пролива Маточкин Шар. На начало XX столетия для этого архипелага были известны уже десять видов чешуекрылых, все они отмечены в арктических тундрах. Патриарх отечественной энтомологии Г.Г. Якобсон, побывавший в 1896 году на Новой Земле, писал: «Отсутствие бабочек тем более странно, что найдены они на Шпицбергене, находились они в большом количестве академиком Миддендорфом [в 1870 году он побывал на Новой Земле]. Погода пасмурная, много дней и очень ветреное ненастье, в какую в южных широтах насекомые прячутся. А здесь и к началу августа выпадает снег, а дождь идёт по несколько дней». Вот и одна из отгадок, почему тут нет или очень мало бабочек. Это заключение учёного-энтомолога справедливо для любого острова в Северном Ледовитом океане.
Находки чешуекрылых в полярных пустынях стали большой неожиданностью для учёных. Их интересовал вопрос: как тут, в преддверии Северного полюса, могли оказаться эти более привычные для тёплых широт насекомые? За весь период исследований полярных пустынь Евразии энтомологи привезли отсюда в своих коллекционных сборах всего лишь девять видов чешуекрылых. Много это или мало, сказать сложно. Ведь экспедиции бывают тут редко, их организация дорогостоящая, а условия проведения довольно сложные. Дальнейшие исследования покажут.
Один из обнаруженных видов чешуекрылых – капустная моль (Plutella xylostella), отловлена в 1981 году на крупном острове Грэм-Белл (примерно 80о52′ с. ш.) на Земле Франца-Иосифа. На сегодняшний день это самая северная находка бабочек в Евразии. Архипелаг же всего на десять градусов отстоит от Северного полюса и дальше всех удалён от материковой суши. Заметим, что почти все обнаруженные в высокой Арктике бабочки не крупной формы, типа широко известных белянок, павлиньих глаз и т. п., а «малюсенькие моли», имеющие длину всего один – два сантиметра. Но всё же это – бабочки!
В пограничных с арктическими тундрами полярных пустынях Шпицбергена были найдены три вида бабочек: плутелла полярная (Plutella polaris), моль, единственный экземпляр самца которой впервые нашли тут в 1873 году, а самку здесь же удалось обнаружить только в 2015 году; апамея дзета (Apamea zeta), ночная бабочка, встречающаяся по всему миру; и пила фуска (Pyla fusca), обычный в Старом Свете мотылёк. Всё это весьма незаметные и мелкие бабочки сероватых тонов.
На самом севере Новой Земли, на удалении 15–20 км от края ледника, на территории бывшей полярной станции «Мыс Желания» (76о95′ с.ш., 68о32′ в.д.) исследователи обнаружили уже упомянутую выше угольницу чёрно-рыжую с размахом крыльев в пять с лишним сантиметров. Пока это самая красивая и наиболее крупная бабочка, когда-либо найденная в высокой Арктике.
Больше всего видов чешуекрылых – четыре – было собрано на самом южном острове архипелага Северная Земля – острове Большевик (близ полярной станции «Бухта Солнечная», примерно 78о12′ с.ш., 103о16′ в.д.) . Это – капустная моль (Plutella xylostella), огнёвка-травянка (Gesneria centuriella), пяденица (Psychophora cinderella) и ксестия экуаеа (Xestia aequaeva).
Удивительно, но на всех крупных архипелагах встречены всего от одного до нескольких экземпляров каждого вида. А вот находка лиственничной листовёртки (Zeiraphera griseana) на крохотном острове Визе (его протяжённость всего 35 км, а максимальная ширина 9 км, 79°30′ с.ш., 76°59′ в.д.) выпадает из этого ряда энтомологических сенсаций.
Здесь с середины июля до середины первой декады августа 2020 года при температуре воздуха от 2 до 6о С учёные обнаружили более 200 экземпляров живых, летающих и ползающих по наземной растительности и только что погибших бабочек.
Откуда взялись бабочки в Арктике
Среди найденных на удалённых от материка высокоширотных островах нет местных (аборигенных) видов. Все они заносные – мигранты с материка. Лишь недавно, анализируя феномен присутствия угольницы чёрно-рыжей на севере Новой Земли, учёные на её примере аргументированно объяснили причины появления таких мигрантов в высокой Арктике. Оказалось, что она попала сюда с материковой суши с потоками тёплого воздуха. Но, чтобы это произошло, должен был сложиться своеобразный «пазл» из трёх основных фрагментов.
В те годы, когда на далёких арктических островах находили бабочек, на материке, где расположены основные области ареалов этих видов, наблюдалось их массовое развитие (вспышка численности). В такие периоды чешуекрылые активно расселяются, появляясь в самых неожиданных регионах, тем самым расширяя свои ареалы. Одними из потенциальных территорий расселения таких видов бабочек являются северные окраины материковой суши, откуда мог осуществиться занос видов в высокую Арктику.
Одновременно, в годы находок бабочек, арктические острова оказались вовлечёнными в область устойчивого атмосферного переноса тёплых воздушных масс с материка к полюсу, а траектория движения последних проходила именно через означенные выше острова.
И третье, не менее важное условие. Из-за устойчивого южного переноса тёплых воздушных масс с материка в годы появления бабочек на далёких арктических островах наблюдалась аномально высокая для этих широт температура воздуха, близкая к значениям в области ареала этих видов чешуекрылых. Так, например, было в июле – августе 2020 года на севере Новой Земли, да и на острове Визе, где температура воздуха поднималась до плюс 6о С, что немало для граничащих с ледовитым Карским морем островов или даже расположенных в его акватории. Что удивительно, и на Северной Земле в этот год стояла прямо таки тропическая жара: на северо-востоке острова Большевик, на мысе Баранова (примерно 79о с.ш., 101ов.д.), температура доходила до 17,1 – 17,8о С. Именно анализируя ситуацию с угольницей чёрно-рыжей, энтомологи пришли к выводу, что раз все элементы этого «пазла» сложились в единую картину, то ими был сделан вывод о правильности указанных причин.
Могут ли прижиться в Арктике бабочки-мигранты
Вряд ли, поскольку даже будучи занесёнными в высокую Арктику, они быстро погибают из-за холода, ветров и частых дождей. Погодные аномалии с тёплыми днями обычно кратковременны и не ежегодны. Чешуекрылые не могут спрятаться, например, в растительную дернину, как комары-звонцы, или как редкие тут жуки – под камни и другие подобные убежища. В конце концов все они погибали в течение нескольких дней, будучи занесёнными в высокие широты. Случай с массовым заносом лиственничной листовёртки (Zeiraphera griseana) на крохотный остров Визе и нахождение тут бабочек в течение месяца – исключение из правил.
Выживание же занесённых видов чешуекрылых возможно лишь в более южных широтах, например, на прилегающих к материковой суше островах Колгуеве (илл. 14, 15,16,17,18,19), Вайгаче, юге Новой Земли и Врангеля, хотя и тут условия существования для них пограничные. В островных тундрах все градиенты среды для насекомых благоприятнее – длиннее вегетационный период, на несколько градусов выше температура, растительный покров уже нормально развит (встречаются целые «луга» из цветковых растений, где кормятся взрослые особи бабочек и гусеницы) и т. д. Оттого здесь фауна чешуекрылых намного разнообразнее и состоит из нескольких десятков видов. Среди них много узнаваемых видов, обитающих в средней полосе.
Но и в арктических тундрах метаморфоз большинства бабочек длится по два – четыре года (в отличие, например, от средней полосы России, где у этих же видов метаморфоз занимает не более месяца). В каждый благоприятный сезон они проходят здесь лишь определённые личиночные стадии, а при ухудшении условий впадают в диапаузу, когда все процессы обмена веществ и формообразования тормозятся. И ещё один важный аспект школы выживания в экстремальных условиях: личинки гусеницы должны быть полифагами, способными переключаться, в случае дефицита пищи, с одних типов кормов на другие.
