معلومة

لماذا الفراشات تشرب الدم؟

لماذا الفراشات تشرب الدم؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

وفقًا لهذا الفيديو ، تشرب الفراشات الدم أحيانًا. هل لديهم الأعضاء اللازمة لهضم الدم؟ اعتقدت أنهم يأكلون الأملاح والرحيق فقط ، وهي سهلة الهضم مقارنة بالبروتينات.

تضمين التغريدة

100 مجم / ديسيلتر هو محتوى السكر في الدم البشري (أفترض أنه مشابه في الحيوانات الأخرى). بقدر ما أعلم. كثافة طاقة السكر حوالي 4 كيلو كالوري / ز. فراشة على وشك 1 جرام من الوزن ، مما يعني 1 مل إذا عدنا بالماء. لذلك يمكن أن تشرب 0.5 مل من الدم. هذا يعني 0.5 مل × 100 مجم / ديسيلتر × 4 كيلو كالوري / جرام = 0.002 كيلو كالوري = 8.4 جول. السرعة القصوى للفراشة حوالي 12 ميلا في الساعة، لذلك أعتقد أنه يمكننا الاعتماد عليه 6 ميلا في الساعة بفراشة متوسطة ، وهي على وشك 2.7 م / ث. لذلك يحتاج 1/2 × 1 جم × (2.7 م / ث)2 = 0.0036J الطاقة الحركية للتحرك و 1 جرام × 9.81 م / ث2× 1 م = 0.0098 جول الطاقة الكامنة للحفاظ على ارتفاع الرحلة 1 متر. أعتقد أنه يمكننا تخمين أنه يفقد هذا النوع من الطاقة فيه 2 ثانية، مما يعني أنه يحتاج 0.0134J / 2 ثانية = 0.0067 واط القدرة على الطيران. لذلك 0.5 مل الدم يعني 8.4J / 0.0067 واط = 24925 ثانية = 21 دقيقة من زمن الرحلة ، وهو ليس كثيرًا مقارنة بالرحيق (30 جم / ديسيلتر دولار أمريكي ، 2500 جول دولار أمريكي ، 100 دولار أمريكي للساعة). أوقيانوسيا. هذا مجرد تقدير تقريبي (ربما يكون وقت الرحلة الحقيقي أقل بكثير) استنادًا إلى البيانات الواردة من مصادر غير علمية ، لكنني أعتقد أنه يمكنك رؤية الفرق.


لم أشاهد الفيديو لذا لا أعرف ما إذا كان قد تم ذكر ذلك. ستظهر الفراشات سلوكًا يسمى الطين البركاني والذي يحدث بشكل رئيسي مع ذكور الفراشات [1]. يحدث التهدل عندما تبحث الفراشات عن أسطح رطبة من أجل استهلاك السوائل. سوف تتراكم الفراشات في التربة ، والروث ، والجيف (اللحم المتعفن / اللحم) ، وما إلى ذلك. يدعي بوجز وجاكسون أن البركة تنقسم إلى فئتين لا يستبعد أحدهما الآخر [1]:

  1. المغذيات النادرة مثل الصوديوم
  2. استبعاد تنافسي للذكور أو الشباب من الزهور

لكن يمكننا أن نرى الدم ليس هو الخيار الوحيد للتجمع. في الأساس ، أي شيء يوفر الرطوبة والعناصر الغذائية سيفي بالغرض.


دموية

دموية (تهجئة أحيانًا بلع الدم أو بلع الدم) هي ممارسة بعض الحيوانات للتغذية على الدم (من الكلمات اليونانية αἷμα هيما "الدم" و φαγεῖν فجين "لتناول الطعام"). نظرًا لأن الدم عبارة عن نسيج سائل غني بالبروتينات المغذية والدهون التي يمكن تناولها دون جهد كبير ، فإن تغذية الدم هي الشكل المفضل للتغذية للعديد من الحيوانات الصغيرة ، مثل الديدان ومفصليات الأرجل. تتغذى بعض الديدان الخيطية المعوية ، مثل Ancylostomatids ، على الدم المستخرج من الشعيرات الدموية في الأمعاء ، وحوالي 75 في المائة من جميع أنواع العلق (على سبيل المثال ، هيرودو ميديسيناليس) ، دودة تعيش بحرية ، بالدم. بعض الأسماك ، مثل الجلكى والكانديروس ، والثدييات ، وخاصة الخفافيش مصاصي الدماء ، والطيور ، مثل عصافير مصاصي الدماء ، والطيور المحاكية للغطاء ، وقلاع تريستان ، ونقار الثيران تمارس أيضًا التهاب الدم.


الوحل ... الفراشة و # 39 السر الصغير القذر

آه نعم الفراشة. رمز ثقافي محبوب ، يتم الاحتفال به في الأعمال الفنية القديمة ويتم تبجيله كرمز لكل شيء من الحب إلى الولادة الجديدة. لكن هذه الحشرات الدقيقة قد لا تكون ساحرة تمامًا كما تعتقد. خبير الطبيعة والفراشة أندريه كويتز يعطينا معلومات عن السر الصغير القذر للفراشة.

هل رغبت يومًا في الاستيلاء على الكاميرا والاقتراب من كومة من الروث الطازج؟ ماذا عن الاستلقاء على ضفة رملية حيث تتبول الحيوانات؟ في حين أن معظم المصورين يفضلون التقاط الحياة البرية من سياراتهم المريحة ، فغالبًا ما يؤدي أي شخص مهتم بالفراشات والطين ذو الرائحة الكريهة والإفرازات الكريهة إلى الحصول على أفضل اللقطات ...

تتجمع الفراشات والعث بانتظام حول الطين والروث وحتى الدم والدموع أو اللحم المتحلل! لا يُعرف الكثير عن هذا السلوك ، ولكن هناك بضع ملاحظات مثيرة للاهتمام قد تساعد في تفسير الظاهرة الرديئة.

بالنسبة للمبتدئين ، فإن غالبية العينات التي تم العثور عليها بالقرب من الطين هي من الذكور وفي كثير من الأحيان ، بينما تشرب حشرات الفراشة من الطين ، يتم ضخ السوائل من بطونها. الذكور Gluphisia septentrionis حتى أن العثة تصل إلى حد إطلاق السوائل في نفاثات شرجية قسرية. ساحر. تبدو الفراشات أيضًا انتقائية جدًا بشأن الأماكن التي تستقر فيها لتناول مشروب. فلماذا لا تشارك الإناث في العمل؟ وماذا مع إفرازات البطن؟ يبدو أن هذه العوامل مجتمعة تشير إلى أن الفراشات ربما لم تكن موجودة فقط لامتصاص الماء ، بل للبحث عن شيء آخر.

في الواقع ، يُعتقد أن الفراشات تتجمع على الطين ومواد أخرى من هذا القبيل في المقام الأول للأملاح. تلعب الأملاح والأحماض الأمينية التي يتم امتصاصها أثناء البرك الطيني أدوارًا مختلفة في بيئة الفراشة وعلم السلوك وعلم وظائف الأعضاء. يبدو أن الذكور يستفيدون أكثر من امتصاص الصوديوم لأنه يساعد في نجاح الإنجاب ، حيث غالبًا ما يتم نقل العناصر الغذائية الثمينة إلى الأنثى أثناء التزاوج. تساعد هذه التغذية الإضافية في ضمان بقاء البيض.

يمكن إجراء تجربة غريبة بعض الشيء لاختبار "نظرية الملح" (من الأفضل إجراؤها عندما لا يكون هناك أي شخص آخر في الجوار). أولاً ، ابحث عن بنك رملي أو بقعة موحلة تقع في ضوء الشمس المباشر حيث يوجد الكثير من الفراشات. بعد ذلك ، اسكب خليط الملح فوق رقعة رطبة ولكن خالية من الفراشات (في النسخة الأقل تحضرًا من هذه التجربة ، يمكنك استبدال الملح بالبول - تنجذب الفراشات إلى أيونات الصوديوم والأمونيوم). يمكنك العودة إلى المكان لاحقًا ، عندما يكون الجو دافئًا بالخارج ، ولكن قبل أن تتبخر الرطوبة في المنطقة ، وإذا سارت الأمور على ما يرام ، يمكنك تصوير الفراشات أو ملاحظتها في بقعة "الوحل" التي تم إنشاؤها حديثًا.

على الرغم من أن هذه التجربة يمكن أن تكون فعالة جدًا ، إلا أنه من الضروري أحيانًا وضع فراشة وهمية على الرقعة أيضًا لإقناع الآخرين في المنطقة بالانضمام إليها. يمكن أن تكون هذه الدمية أي شيء من فراشة الطريق التي تم العثور عليها عالقة في شبكة سيارتك ، إلى عينة ورقية مزيفة. ضع في اعتبارك أن جميع الفراشات لا تذهب إلى الوحل ، لذا فإن أفضل رهان لك هو شيء إما أبيض ، يشبه فراشة من عائلة Pieridae ، أو أسود مثل الجانب السفلي من فراشة الذيل بشق من عائلة Papilionidae.

وفي حال لم تكن الصور دليلاً كافياً ، فقد التقط طاقم الفيلم لدينا لقطات لفراشات طينية في تايلاند:

أندريه كويتزر

Andre Coetzer هو عالم طبيعة عام لديه اهتمام خاص بالمخلوقات الصغيرة. تعتبر الفراشات والزواحف مجموعات التركيز الرئيسية الخاصة به ، ولكن أي شيء يعمل بدون تدخل بشري سيتم النظر إليه وتصويره في رحلاته حول إفريقيا. يعيش حاليًا في جوهانسبرغ بجنوب إفريقيا. عرض المزيد من هذا المساهم


الفراشات & # 8216Feed & # 8217 من الحيوانات الميتة والقمامة والدم للبقاء على قيد الحياة. هنا & # 8217s لماذا

تابعنا على Facebook و Youtube و Twitter و Instagram للحصول على آخر الأخبار والتحديثات اليومية.

الفراشات: جميلة ، ورقيقة ، وفي بعض الحالات ، رائعة حقًا للنظر. إذا سبق لك أن رأيت واحدة عن قرب ، فمن المحتمل أن تكون قد تركت مدهشًا بالطريقة التي تبدو بها أجنحتها ، سواء كانت في حالة حركة أو برفق عندما تجلس على كتفك أو إصبعك. من المؤكد أن هذه المخلوقات الصغيرة المحببة تتغذى فقط على رحيق الزهور الخرافية الحلو للبقاء على قيد الحياة؟

حسنًا & # 8230 ليس تمامًا. في حين أن الافتراض الشائع للفراشات التي تعيش على الرحيق صحيح بالنسبة للجزء الأكبر ، فإن الرحيق لا يحتوي في الواقع على ما يكفي من العناصر الغذائية للفراشات لتعيش عليها تمامًا. وهذا هو سبب حدوث ظاهرة تسمى & # 8216mud-puddling & # 8217.

غير معروف نسبيًا (ربما للأفضل أيضًا) ، هذه العادة التي تتبعها الفراشات في التدفق على كل أنواع الرعب مثل الحيوانات الميتة المتعفنة والقمامة ونعم ، حتى الدم ، ضرورية لقدرتها على البقاء على قيد الحياة. لماذا ا؟ نظرًا لأنها غير قادرة على الحصول على جميع العناصر الغذائية الضرورية من خلال الرحيق وحده ، تميل الفراشات إلى & # 8216 تغذية & # 8217 على هذه السوائل البشعة إلى حد ما للحصول على طعام إضافي.

تسمى هذه الظاهرة & # 8216mud-puddling & # 8217.

& # 8216Mud-puddling & # 8217 على هذا النحو بسبب الطريقة التي تُرى بها هذه الظاهرة غالبًا عندما تتجمع الفراشات حول التربة الرطبة والطين إلى & # 8216absorb & # 8217 الأملاح الأساسية والأحماض الأمينية الضرورية لبيولوجيتها.

تتغذى على الحيوانات النافقة والبراز والطين للحصول على العناصر الغذائية الضرورية.

النكتار وحده لا يزودهم بالعناصر الغذائية الكافية للبقاء على قيد الحياة.

أوه ، وإذا تساءلت يومًا لماذا هل ستستريح الفراشة على إصبعك؟ من المحتمل أن ينجذب إلى عرقك ، والذي يحتوي ، نعم ، على الأملاح التي يحتاجها لامتصاصها والعيش عليها. في الواقع ، تعيش بعض أنواع الفراشات مثل فراشة الإمبراطور الأرجواني ذات الصوت الملكي ، على جثث الحيوانات والبراز وبرك الطين والعرق البشري حصريا بحسب بي بي سي.

لذا في المرة القادمة التي تهبط فيها فراشة على إصبعك ، فكر للحظة إذا كانت تأخذ استراحة ، أم أنها تحاول أخذ رشفة بدلاً من ذلك؟


الإسكان

يتم شحن بيض السيدة المطلية في أنبوب بلاستيكي صغير. هذا الأنبوب مغلق داخل كيس بلاستيكي. كل أنبوب يحتوي على 30 إلى 35 بيضة تفقس خلال 3 إلى 5 أيام. قد تتمكن من تأخير الفقس لبضعة أيام عن طريق تبريد البيض عند 45 إلى 50 & # xB0 فهرنهايت (7 إلى 10 & # xB0 درجة مئوية).

يجب نقل البيض إلى وعاء جديد للتفقيس. وعاء بسعة 16 أونصة أو أكبر بغطاء يسهل عملية الفقس. استخدم دبوس دفع لعمل عدد قليل من الثقوب الصغيرة في الغطاء ، لكن لا تجعل الثقوب كبيرة جدًا وإلا فقد تفلت اليرقات الصغيرة. ضع طبقة من طعام السيدة المطلية في قاع الحاوية. يجب ألا يزيد عمق طبقة الطعام عن & # xBC & quot (6 مم).

قم بقص مربع من الورق المشمع (1 & quot مربع) وقم بطي الحواف لعمل مقلاة ضحلة. انقل البيض برفق على الورق. ضع صينية الورق المشمع على الطعام. ملحوظة: لا تضع البيض على اتصال مباشر بالطعام. هذا سيقتل البيض. عندما تفقس اليرقات ، تزحف من الورق على الطعام وتبدأ في الأكل.

اليرقات في أكواب قائمة بذاتها مع الطعام

تجنب فتح الأكواب أو إخراج اليرقات من الأكواب. يمكن أن يؤدي القيام بذلك إلى إدخال البكتيريا وقتل يرقاتك.

اليرقات / أطقم الطعام للاستخدام مع مجموعات الفصول الدراسية

لا يوجد طعام أو مساحة كافية في كوب الشحن لتنمو اليرقات حتى النضج. إذا تُركت اليرقات في كوب الشحن ولم يتم توفير رعاية إضافية لها ، فإن الغالبية ستموت.

إذا لم تطلب مجموعة ، فستحتاج إلى شراء أكواب 1 أوقية مع أغطية. نقدم المواد الإضافية اللازمة للحفاظ على 33 يرقة في أكواب فردية.

كريسالايد

جهز قفص الفراشة الخاص بك. قفص ناعم الجوانب & # x2014 مثل Carolina & # xAE Butterfly Sanctuary لما يصل إلى 35 فراشة أو Amazing Bugs & # xAE Habitat لما يصل إلى 8 فراشات & # x2014 تعمل بشكل أفضل. يمكنك أيضًا صنع قفص من صندوق أو من مواد أخرى.

افتح الكوب وقم بإزالة الورق مع ربط الكريسليد المتصلب. قم بتثبيت أو لصق الورق داخل قفص الفراشة إما على الجزء العلوي أو الجانبي. هذا يسمح للكريساليد بالتعليق في وضع طبيعي. سيسمح تعليق الكريساليد لأجنحة الفراشات بالتطور بشكل طبيعي بمجرد ظهور الكبار. لا تثقب أو تضغط على الكريساليد أثناء هذه العملية. اعمل برفق باستخدام أصابع أو ملقط نظيف.

إذا لم يتم لصق الكريسليد الخاص بك على المناديل الورقية ، فيمكنك إرفاقه بسهولة. ضع قطرة صغيرة من غراء مدرسي أبيض مائي (غير سام) على المناديل الورقية. استخدم قلم رصاص أو عود أسنان لتحريك الشرنقة حتى يصبح طرف البطن في الصمغ. يمكنك التعرف على البطن لأنها مدببة أكثر من الرأس. قد تكون مُلصقة ببعض المناديل الورقية ، وقد يُلصق جلد اليرقة القديم ، الذي يشبه الكرة الشائكة ، بالقرب من طرف البطن. اترك الصمغ يجف طوال الليل قبل تثبيت الورق داخل القفص.

بالتناوب ، يمكن وضع الكريساليد في قاع قفص الطيران على منشفة ورقية. تأكد من وضع الشرنقة بالقرب من جدار القفص حتى تتمكن الفراشة البالغة من الصعود ونشر جناحيها. إذا كانت الفراشة البالغة غير قادرة على فرد أجنحتها قبل أن تتصلب ، فإن أجنحتها ستتشوه ولن تكون قادرة على الطيران.

الفراشات

الفراشات البالغة تتطلب قفص طيران. نوصي باستخدام ملاذ الفراشات لدينا لما يصل إلى 35 من الفراشات البالغة.

تُعد شاشة Butterfly Display Cage الخاصة بنا عرضًا جذابًا في مدرسة أو مركز علمي أو حدث خاص. هذه الأقفاص لها جوانب ناعمة تحمي الفراشات & # x2019 أجنحة.

لنقل الفراشات ، ضع كوب الشحن داخل القفص وقم بإزالة الغطاء. اسحب المنشفة الورقية بإحدى يديك بحذر أثناء استخدام الأخرى لإزالة أي فراشات تلتصق بالمنشفة الورقية. قم بغسل المنشفة وإزالتها بالكوب ، ثم أغلق القفص.


سانت نيكس

نحتفل هذا الأسبوع بكل ما يتعلق بالفراشات من خلال سرد 5 حقائق ربما لم تكن تعرفها عن هذه الحشرة المتحولة المهيبة. نأمل أن تلهمك هذه الحقائق للمشاركة في Big Butterfly Count - وهو مسح يمكنك إجراؤه في حديقتك الخاصة أو المساحات الخضراء المحلية للمساعدة في الحفاظ على الفراشات على تتبع أنواع الفراشات في المملكة المتحدة.

إذا كنت ترغب في المشاركة في Big Butterfly Count ، يمكنك تنزيل وطباعة مخطط معرف هنا ، أو القدوم إلى St Nicks Summer Nature Walk يوم السبت 9 أغسطس.

لذلك ، دون مزيد من اللغط ، هل تعلم أن & # 8230

1. لا تستطيع الفراشات الطيران إذا كانت باردة

تحتاج الفراشات في الواقع إلى الحفاظ على درجة حرارة عالية بشكل مدهش إذا أرادت الطيران. لكي تعمل الفراشة في المستوى الأمثل ، يجب أن تكون درجة حرارة جسمها حوالي 30 درجة مئوية (86 درجة مئوية). إذا كان الجو باردًا جدًا ، ستصبح الفراشة ثابتة تمامًا.

يعد الحفاظ على درجة حرارة داخلية عالية مهمة صعبة بالنسبة للحشرة ذات الدم البارد. تدفئ الفراشات من خلال "التشمس" في الشمس ، والبقاء ثابتة على الغطاء النباتي مع انتشار أجنحتها في ضوء الشمس المباشر. تحتوي أجنحتها على شبكة من الشعيرات الدموية الصغيرة وهذا النشاط يسخن الدم في عروق الفراشات ، مما يسمح بنقل الدم الدافئ في جميع أنحاء أجسامهم الصغيرة.

2. أجنحة الفراشة شفافة بالفعل

بادئ ذي بدء ، لا تحتوي الفراشات على جناحين فقط ، ولديها أربعة (مكونة من جناحين خلفيين وجناحين أماميين). تتكون هذه الأجنحة من طبقتين من بروتين الكيتين ، تحيطان بطبقة من الشعيرات الدموية. الكيتين مغطى بشعر معدل يسمى "قشور" تحتوي على أصباغ (مثل الميلانين الخاص بنا ، الموجود في الفراشات البنية) التي تعكس الضوء بألوان مختلفة. بمرور الوقت ، سوف تتلاشى بعض هذه المقاييس الملونة ، مما يؤدي إلى تعريض الغشاء الشفاف.

إنها أسطورة مفادها أن فركها باليد سيمنع الفراشات من الطيران ، لكنها قد تجعل الغشاء شبه الشفاف أكثر عرضة للدموع ، مما قد يعيق الطيران. أجنحة الفراشة حساسة للغاية لذا تأكد من تجنب لمسها إن أمكن.

تبدو أجنحة Comma & # 8217s ممزقة قليلاً عند الحواف

ملاحظة: الفراشة ذات الجناحين الزجاجي (جريتا اوتو) مثالاً لما قد تبدو عليه الفراشات إذا كانت المقاييس الموجودة على أجنحتها لا تعكس الضوء بهذه الطريقة. لن ترى واحدة في بريطانيا حيث توجد بشكل أساسي في المكسيك وبنما وكولومبيا ، ولكن الأمر يستحق التحقق مع ذلك.

3. تذوق الفراشات بأقدامها

تتمتع الفراشات بحاسة تذوق وشم وشم ولمس ، وتوجد بالفعل مستقبلات طعمها على أقدامها. بتعبير أدق ، يستخدمون المستقبلات الكيميائية على الترسى لاكتشاف المواد الكيميائية المختلفة عندما تهبط على الزهور والنباتات.

في الواقع ، السبب وراء هذه المستشعرات أكثر تعقيدًا من مجرد اكتشاف الرحيق الحلو. ستستخدم أنثى الفراشة مستشعراتها لتحديد ما إذا كانت اليرقات ستتمكن من أكل الأوراق التي هبطت عليها. باستخدام مستقبلاتها ، يمكن أن تكتشف إناث الفراشات الصفات الجذابة والسامة للنباتات من أجل اختيار أكثر النباتات ملاءمة لبيضها. لهذا السبب فإن حاسة التذوق في بعض أنواع الفراشات تعمل فقط عند الإناث.

تريد الفراشات التأكد من أن بيضها يفقس على مصدر الغذاء الصحيح. تتغذى كاتربيلر Cinnebar Moth فقط على Ragwort.

4. في الواقع لا تأكل الفراشات أي شيء

هذا صحيح ، الفراشات لا تأكل أي شيء ولا تمتلك أعضاء الفم للقيام بذلك. يمكنهم الشرب فقط باستخدام أنبوب بارز طويل يسمى خرطوم. في الواقع ، هذا هو أحد الأجزاء الأولى من جسم الفراشة التي تتطور أثناء التحول. قد ترى الفراشات طازجة من التحول وهي تختبر خرطومها عن طريق فكها ولفها مرة أخرى بشكل متكرر.

تشرب الفراشات في الغالب الرحيق كما تتخيل ، لكنها تشرب أيضًا من البرك الموحلة والفاكهة الفاسدة وحتى جثث الحيوانات النافقة. يمدهم الرحيق بالجلوكوز الذي يحتاجونه للحصول على الطاقة ، لكن السوائل الأخرى ضرورية في بعض الأحيان لتزويدهم بالمعادن والأملاح.

ومن المثير للاهتمام أنهم لا يتغوطون أيضًا. على الرغم من أن اليرقات تأكل باستمرار تقريبًا وتفرز بشكل متكرر ، إلا أن الفراشات لا تملك الوسائل للقيام بذلك. من حين لآخر ، تشرب الفراشة الكثير من الرحيق وترش سائلًا ناعمًا من بطنها ، لكن هذا السائل يكاد يكون ماءًا نقيًا.

سيدة مصبوغة تتناول مشروبًا. الصورة مقدمة من توني فيربورن.

5. من السهل حقًا جذب الفراشات إلى حديقتك

ربما سمعت أن بودليا ، المعروف أيضًا باسم شجيرة الفراشة ، هو أفضل نبات لجذب الفراشات إلى حديقتك ، لكن هل تعرف لماذا؟ تكمن الإجابة في حقيقة أن رحيقها يفضله أكبر عدد من أنواع الفراشات. ثمانية عشر نوعًا في المجموع جزء من هذا الغازي الفيكتوري ، بما في ذلك بعض الأنواع التي قد تراها في St Nicks ، مثل Comma و Gatekeeper و Peacock. هذا جزء من سبب وجود الكثير من Buddleia في محمية St Nicks الطبيعية ، لا سيما في Butterfly Walk.

تبرز Buddleia بشكل بارز في محميتنا الطبيعية

هناك نباتات أخرى شائعة ، وأقل توغلاً ، تفضلها أنواع مختلفة من الفراشات ، مثل اللافندر أو الأوريجانو. ستساعد إضافة المزيد من هذه النباتات الصديقة للفراشات إلى شجرتك الأمة على تطوير ممرات خضراء ، مما يسمح لمجموعات الفراشات المعزولة سابقًا بالانتقال إلى مناطق جديدة ذات مصادر غذاء أفضل من أجل الاستعمار والتكاثر. هذا يمكن أن يساعد في تأمين مستقبل الفراشات لدينا.

تحتوي خدمة Butterfly Conservation على بعض الموارد الرائعة حول بستنة الفراشات ، بما في ذلك قائمة تضم 100 من أفضل نباتات الرحيق ، لذا انقر لمعرفة المزيد.

حقائق المكافأة: أخيرًا من أجل سعادتك ، إليك 5 من أنواع الفراشات المفضلة لدينا والتي يمكنك البحث عنها الآن!

ربان صغير يستريح بأسلوبه المميز

هذه الفراشات صغيرة نسبيًا ، لكنها مثيرة للاهتمام لأنها تمتد على الخط غير الواضح بين الفراشة والعثة. مثل العث ، لديهم بطون كثيفة مشعرة ولون باهت قليلاً.

السمة الأكثر غرابة للقائد هي الطريقة التي يجلس بها في حالة راحة. إنها تشبه إلى حد كبير العثة وأجنحتها منتشرة ، ومع ذلك فهي تجلس بجناحين برتقاليين وبنيين مائلين بزاوية فوق أجنحتها الخلفية بطريقة غير عادية إلى حد ما.

الأنماط المميزة لـ Ringlet

في الوقت الحالي ، في مكان ما في المملكة المتحدة ، من المؤكد أن أحد علماء أصول الفراشات المتحمسين يتحدث عن العدد الكبير من Ringlets التي شوهدت هذا العام. لقد كانت سنة رائعة بالنسبة لهم ولم تكن يورك استثناءً. على الرغم من أنك في البداية قد تخلط بينها وبين الأنواع الأخرى من العائلة البنية ، مثل Meadow Brown أو Speckled Wood ، إذا نظرت عن كثب يمكنك التعرف عليها من خلال أشكالها الحلقية المميزة على الأجنحة الخلفية والأطراف البيضاء على حواف الجناح.

بسبب التلوين الغامق للحلقات الصغيرة ، فهي قادرة على الاحماء بسرعة أكبر بكثير من الأنواع الأخرى ، مما يسمح لها بالطيران في الأيام الملبدة بالغيوم.

تبدو أجنحة Comma & # 8217s ممزقة قليلاً عند الحواف

الحواف الخشنة وغير المستوية لأجنحة هذه الفراشة تجعلها مميزة للغاية. لون الجانب السفلي للجناح يجعله يبدو وكأنه ورقة ذابلة ، مما يسمح لها بالراحة داخل الأوراق الميتة عند السبات. يأتي الاسم من علامة بيضاء صغيرة على جانبها السفلي ، والتي تكون على شكل فاصلة. على الرغم من أنه يتم رصده بشكل أكثر شيوعًا في الصيف ، فقد تشاهد أيضًا الفاصلة تستيقظ في شتاء دافئ & # 8217 يوم.

ألقِ نظرة على حواف مناطق الغابات في St Nicks ، حيث قد تجد الفاصلة تتغذى على الشوك أو العوسج أو knapweed.

سلحفاة صغيرة على بودليا

قد تكون صدفات السلحفاة الصغيرة شائعة ، لكن أساليبها في الخطوبة غير عادية إلى حد ما. أقامت ذكور السلحفاة مناطق قريبة من بقع نبات القراص ، والتي تعد مصدر الغذاء الرئيسي ليرقات السلحفاة. يقوم الذكر بعد ذلك بـ "طبل" قرون الاستشعار الخاصة به على الأجنحة الخلفية للأنثى ، مما يؤدي إلى إصدار صوت ، على الرغم من الخدعة ، يمكن سماعه للأذن البشرية. ستطير الأنثى بعيدًا قليلاً ، وسوف يلحق الذكر بالركب وتعيد العملية نفسها. يمكن أن يستمر هذا لعدة ساعات.

على الرغم من أنه كان يُعتقد في السابق أنها واحدة من أكثر الفراشات شيوعًا في بريطانيا ، فقد عانت صدف السلحفاة الصغيرة من تدهور حاد خلال السنوات الأخيرة. في الواقع ، تعتبر علاقتها بصدفة السلحفاة الكبيرة ، التي كانت مشهدًا شائعًا في بريطانيا الفيكتورية ، منقرضة في الجزر البريطانية ، حيث سجلت 150 مشاهدة فقط منذ عام 1951.

البلوز المشترك على جذع العشب

هذه هي الفراشات الزرقاء الأكثر شيوعًا ضمن عائلة Lycaeindae ، والمعروفة برحلتها السريعة. للذكور أجنحة ذات جانب علوي أزرق مميز ويقضون الكثير من الوقت في القيام بدوريات في أراضيهم بحثًا عن الإناث. على النقيض من ذلك ، فإن الإناث الباهتة وذات اللون البني تتمتع بنمط حياة أكثر استقرارًا ، وتفضل الشرب والراحة ووضع بيضها. في المساء ، من المعروف أن البلوز الكوموني يشكل مجاثم جماعية مع العديد من الأفراد يجلسون معًا ، أحيانًا على نفس جذع العشب.

في St Nicks قد تبحث عن هذه الفراشة في المرج الصيفي الذي يتغذى على Birdsfoot Trefoil.

تم العثور على كل هذه الفراشات في St Nicks في الأشهر الأخيرة ، لذلك إذا أتيت إلى Summer Nature Walk في 9 أغسطس ، فقد تراهم فقط لأنفسكم!

هل رأيت أي نوع من الفراشات في سانت نيكس؟ إذا كان الأمر كذلك ، فأخبرنا حتى تتمكن مجموعة Wildwatch الخاصة بنا من تسجيل المشاهدات.


لماذا الفراشات تشرب الدم؟ - مادة الاحياء

EnchantedLearning.com هو موقع مدعوم من قبل المستخدم.
على سبيل المكافأة ، يمكن لأعضاء الموقع الوصول إلى نسخة خالية من الإعلانات من الموقع ، مع صفحات قابلة للطباعة.
انقر هنا لمعرفة المزيد.
(هل أنت عضو بالفعل؟ انقر هنا.)

قد يعجبك ايضا:
2-3 درجات نشاط البحث رقم 12-3 درجات نشاط البحث رقم 2أنشطة الفصل الدراسي لـ Zoom Butterflies - اعثر عليها!الصفحة المميزة اليوم: صفحة موضوع الاسم

تقدير مستوى درجات مشتركينا لهذه الصفحة: من الثاني إلى الثالث


جدول المحتويات
التعلم المسحور
كل شيء عن الفراشات!

تقويم الفراشة
ما هي الفراشة؟ دورة الحياة تشريح الفراشة أوراق المعلومات قائمة المصطلحات Printables والأنشطة

ما هي الفراشة؟

ما هي الفراشة؟
الفراشات هي حشرات طائرة جميلة وذات أجنحة متقشرة كبيرة. مثل جميع الحشرات ، لديهم ستة أرجل مفصلية ، و 3 أجزاء من الجسم ، وزوج من قرون الاستشعار ، وعيون مركبة ، وهيكل خارجي. أجزاء الجسم الثلاثة هي الرأس والصدر (الصدر) والبطن (نهاية الذيل).

جسد الفراشة مغطى بشعر حسي صغير. الأجنحة الأربعة والأرجل الستة للفراشة متصلة بالصدر. يحتوي القفص الصدري على العضلات التي تجعل الأرجل والأجنحة تتحرك.

تحلق


الذيل الخطافي هي منشورات قوية.
الفراشات هي منشورات جيدة جدا. لديهم زوجان من الأجنحة الكبيرة مغطاة بمقاييس ملونة متقزحة في صفوف متداخلة. Lepidoptera (الفراشات والعث) هي الحشرات الوحيدة التي لها أجنحة متقشرة. الأجنحة متصلة بصدر الفراشة (القسم الأوسط). تدعم الأوردة الأجنحة الرقيقة وتغذيها بالدم.

يمكن للفراشات أن تطير فقط إذا كانت درجة حرارة جسمها أعلى من 86 درجة. تشمس الفراشات نفسها للتدفئة في الطقس البارد. مع تقدم الفراشات في السن ، يتلاشى لون الأجنحة وتصبح الأجنحة ممزقة.

تختلف السرعة بين أنواع الفراشات (الأصناف السامة أبطأ من الأصناف غير السامة). يمكن لأسرع الفراشات (بعض الربابنة) الطيران بسرعة حوالي 30 ميلًا في الساعة أو أسرع. الفراشات الطائرة البطيئة تطير حوالي 5 ميل في الساعة.

  • البيضة - تبدأ الفراشة حياتها كبيضة ، غالبًا ما توضع على ورقة.
  • اليرقة - تفقس اليرقة (كاتربيلر) من بيضة وتأكل الأوراق أو الزهور بشكل شبه دائم. تتساقط اليرقة (تفقد جلدها القديم) عدة مرات مع نموها. سيزداد حجم اليرقة حتى عدة آلاف من المرات قبل التشرنق.
  • خادرة - تتحول إلى خادرة (شرنقة) هذه مرحلة راحة.
  • البالغ - يظهر شخص بالغ جميل وطائر. هذا البالغ سيواصل الدورة.

يمكن للفراشات والعث فقط أن تشرب الطعام السائل باستخدام خرطوم يشبه الأنبوب ، وهو "لسان" طويل ومرن. ينفتح هذا الخرطوم ليشرب الطعام ويلف مرة أخرى في شكل حلزوني عندما لا يكون قيد الاستخدام. تعيش معظم الفراشات على رحيق الأزهار. بعض الفراشات ترشف السائل من الفاكهة المتعفنة وقلة نادرة تفضل اللحم الحيواني المتعفن أو سوائل الحيوانات (فراشة الحاصدة تخترق أجسام المن الصوفي بخرطومها الحاد وتشرب سوائل الجسم).

الموطن
توجد الفراشات في جميع أنحاء العالم وفي جميع أنواع البيئات: حارة وباردة ، جافة ورطبة ، على مستوى سطح البحر وعالية في الجبال. ومع ذلك ، توجد معظم أنواع الفراشات في المناطق الاستوائية ، وخاصة الغابات الاستوائية المطيرة.

تهاجر العديد من الفراشات لتجنب الظروف البيئية المعاكسة (مثل الطقس البارد). هجرة الفراشة ليست مفهومة جيدًا. يهاجر معظمهم لمسافات قصيرة نسبيًا (مثل السيدة المرسومة والأدميرال الأحمر وبوكاي المشترك) ، لكن القليل (مثل بعض الملوك) يهاجرون آلاف الأميال.

تصنيف
تنتمي الفراشات والعثة إلى رتبة Lepidoptera. Lepidos هي كلمة يونانية تعني "موازين" و ptera تعني "جناح". تختلف هذه الأجنحة المتدرجة عن أجنحة أي حشرات أخرى. Lepidoptera هي مجموعة كبيرة جدًا يوجد بها أنواع من الفراشات والعث أكثر من أي نوع آخر من الحشرات باستثناء الخنافس. تشير التقديرات إلى أن هناك حوالي 150000 نوع مختلف من الفراشات والعث (قد يكون هناك الكثير أكثر). يوجد حوالي 28000 نوع من الفراشات في جميع أنحاء العالم ، والباقي من العث.

أحافير الفراشات
احافير الفراشة نادرة. تعود أقدم أحافير الفراشات إلى أوائل العصر الطباشيري ، منذ حوالي 130 مليون سنة. يرتبط تطورها ارتباطًا وثيقًا بتطور النباتات المزهرة (كاسيات البذور) حيث تتغذى كل من الفراشات واليرقات البالغة على النباتات المزهرة ، والبالغات هي ملقحات مهمة للعديد من النباتات المزهرة. تطورت النباتات المزهرة أيضًا خلال العصر الطباشيري.


كيف تطعم فراشة

يجد الناس دائمًا فراشات تالفة. غريزتنا هي الاحتفاظ بها في الداخل حتى تنتهي صلاحيتها بشكل طبيعي. يقوم البعض الآخر بتربية الفراشات فقط ليجدوا أنه عندما يخرج الشخص البالغ ، لا يمكن إطلاقه في الهواء الطلق على الفور بسبب سوء الأحوال الجوية. السؤال الذي يطرح نفسه دائمًا: & # 8220 كيف وماذا يمكننا إطعام الفراشات لدينا؟ & # 8221

(الصور موجودة في أسفل هذه الصفحة)

قبل أن نقول أي شيء آخر ، نريد أن نذكرك أن الفراشة نادراً ما تأكل أي شيء يوم ظهورها. إذا ظهرت لديك فراشة في ذلك اليوم ، فلا تحاول أن تأكلها. انتظر حتى اليوم التالي قبل تقديم الطعام له ، أولاً ، يجب اختيار نوع الطعام. نظرًا لصعوبة الاحتفاظ بالنباتات المليئة بالرحيق المنتجة للزهور المتفتحة في الداخل ، يستخدم معظمنا طعامًا بديلًا. هناك العديد من أنواع الطعام التي تغذي الفراشات جيدًا. عصير الفاكهة ، 15٪ عسل ماء ، 15٪ ماء سكر ، أو جاتوريد هو الأسهل بالنسبة لنا.

إذا استخدمنا جاتوريد ، فغالبًا ما نملأ غطاء زجاجة جاتوريد مع جاتوريد. يمكن ملء كوب صغير أو حامل شمعة نذري بالرخام والعصير. تعمل المناديل الورقية المبللة بالسائل وتوضع على الصحن بشكل رائع. الفكرة الرئيسية هي توفير السائل بطريقة لا تمتص الفراشة بسائل لزج. وعاء صغير مزود بوعاء بلاستيكي يعمل بشكل جيد لتوفير الطعام مع حماية الفراشة من السائل اللزج. إذا اخترت استخدام جهاز غسيل ، فتأكد من استخدام جهاز غسيل بلاستيكي وليس جهاز غسيل معدني.

الفراشات الذوق مع أقدامهم. لتشجيع الفراشة على الشرب ، نحمل الفراشة برفق بالقرب من الجسم وأجنحتها خلف ظهرها ، كما في الصورة. نخفض قدمي الفراشة في السائل. في كثير من الحالات ، ستخفض خرطومها وتبدأ في الشرب على الفور. في حالات أخرى ، لم يكتشف الأمر ببساطة حقيقة أن هذا الشيء الذي لا يشبه الزهرة هو طعام في الواقع.

فكر في الأمر على أنه جرو أو قطة لم تشرب من وعاء من قبل. مع جرو أو قطة ، تدفع رأسها برفق حتى يلامس فمها الطعام. عندما يتذوق الطعام ، تتخلى عنه. إنها نفس المبدأ الذي تستخدمه عندما لا تبدأ الفراشة في الأكل من تلقاء نفسها. بدلاً من دفع رأس الفراشة برفق في الطعام ، نخفض خرطومها في الطعام. لن تؤذيها طالما أنك لطيف. هم أكثر صرامة مما نعتقد!

إذا لم يبدأ في الشرب من تلقاء نفسه ، فخذ ببساطة مشبكًا ورقيًا أو عود أسنان أو أي عنصر آخر وقم بخفض خرطومه برفق في السائل. كن لطيفًا ولن تؤذي الفراشة. لأنه ليس لديه فكرة عما تفعله ، سيحاول دفع مشبك الورق بعيدًا. كن مثابرًا لبضع دقائق. إذا قمت بخفض خرطومه في السائل عدة مرات واختارت عدم الشرب ، فامنحه ساعة أو ساعتين قبل المحاولة مرة أخرى.

  1. قم بخفض أرجلها الأمامية في الطعام وقم بتصويب خرطومها باستخدام مسواك أو مشبك ورق مستقيم أو أي شيء ضيق طويل آخر. توخي الحذر. سوف يحرك ساقيه لدفع الجسم. إنه لا يعرف أنك & # 8217re تساعده.

2. اخفض الخرطوم في السائل. احتفظ بها هناك لمدة عشر ثوانٍ تقريبًا.

3. حرك الجسم ببطء بعيدًا عن الفراشة. إذا توقف عن الشرب ، كرر. في بعض الأحيان سوف يستغرق الأمر عدة محاولات قبل أن يدرك أن السائل هو طعام.

4. اترك الفراشة. إذا طار إلى النافذة ، كرر العملية. إن غريزة الذهاب إلى النور. عليك ببساطة أن تتحلى بالصبر وتتغلب على هذه الغريزة ، إن أمكن.

إذا لم يأكل بعد ثلاث محاولات ، فلديك خياران: 1) أمسك الخرطوم في السائل مع الجسم لعدة دقائق أو 2) انتظر ساعة وحاول مرة أخرى. إذا قمت بحمل الخرطوم في السائل ، فسوف يشرب ، سواء أكان ذلك عن قصد أم بغير قصد. أظهرت دراسة المجهر أن حركة السوائل فوق قناة الطعام ليست مجرد شفط. هناك عدة عوامل في العمل ، تؤدي إلى سحب السائل داخل الخرطوم.

بمجرد إطعام الفراشات ، تحقق لمعرفة ما إذا كانت أجسامها لزجة. إذا كان الأمر كذلك ، العب الطبيعة الأم! فقط تخيل أن السماء تمطر وأمسك بطن ورجلي الفراشة تحت قطرة من الماء الجاري. سيؤدي ذلك إلى غسل العصير اللزج وإضافة الرطوبة في نفس الوقت. تذكر أن مكيفات الهواء والسخانات تجفف الهواء وتحتاج الفراشات إلى مزيد من الرطوبة من حولها عندما تكون في الداخل.

الفاكهة تغذي أي نوع من الفراشات. خذ سيخًا أو قطعة من الخيزران (أو شيء مشابه) وضع عليها قطع فاكهة ، كما لو كنت تصنع شيش كبوب. إذا انزلقت الفاكهة على السيخ ، فاستخدم ربطة لف الخبز أسفل الجزء السفلي من الفاكهة لمنعها من الانزلاق إلى الأسفل.

نادرا ما تساعد مغذيات الفراشة في الحديقة. ولكن إذا كان لديك عشرات الفراشات في غرفة كبيرة مغطاة وترغب في إضافة طعام إضافي ، يمكنك شراء أو صنع وحدة تغذية الفراشات. املأ وحدة التغذية بسائل حلو ، كما ناقشنا أعلاه ، وضع بضع قطع من الفاكهة فوق المغذي. Hang it in the brightest area of the screened area where most of the butterflies congregate.

If your butterflies are in a habitat or container, always place the food on the brightest side. Butterflies are not known for their intelligence. The instinct to go to light is much stronger than the instinct to eat or mate. They will often stay on the bright side of a habitat and literally starve to death.


Butterfly proboscis: combining a drinking straw with a nanosponge facilitated diversification of feeding habits

The ability of Lepidoptera, or butterflies and moths, to drink liquids from rotting fruit and wet soil, as well as nectar from floral tubes, raises the question of whether the conventional view of the proboscis as a drinking straw can account for the withdrawal of fluids from porous substrates or of films and droplets from floral tubes. We discovered that the proboscis promotes capillary pull of liquids from diverse sources owing to a hierarchical pore structure spanning nano- and microscales. X-ray phase-contrast imaging reveals that Plateau instability causes liquid bridges to form in the food canal, which are transported to the gut by the muscular sucking pump in the head. The dual functionality of the proboscis represents a key innovation for exploiting a vast range of nutritional sources. We suggest that future studies of the adaptive radiation of the Lepidoptera take into account the role played by the structural organization of the proboscis. A transformative two-step model of capillary intake and suctioning can be applied not only to butterflies and moths but also potentially to vast numbers of other insects such as bees and flies.

1 المقدمة

The Lepidoptera, or butterflies and moths, constitute the second largest order of insects, with nearly 160 000 species [1], or about 16 per cent of all described insects. Using their proboscises, adults acquire nutrition, water and pheromonal precursors from diverse sources, such as soil, floral and extrafloral nectar, fruit, sap, plant surfaces, sugary exudates of plant-feeding insects, animal blood, carrion, dung, sweat, tears and urine [1–3]. The lepidopteran proboscis traditionally has been considered to function as a drinking straw, with the assumption that the insect depends only on the action of the sucking pump in its head to acquire liquids [4,5]. Given the remarkable diversity of feeding habits and the versatility of the proboscis, we asked (i) whether the conventional view of the proboscis as a drinking straw can explain the full range of functionality for fluid uptake, and (ii) how the mechanism of fluid uptake might have facilitated diversification of lepidopteran feeding habits and movement into adaptive zones such as fruit feeding.

The drinking-straw model becomes questionable when attempting to explain the ability of Lepidoptera to drink from limited nectar droplets and films in floral tubes or from porous substrates, such as rotting fruit and wet soil fluid uptake would be hindered by the capillary pressure created by the liquid menisci. Yet, models of fluid feeding by butterflies and moths assume an exclusive role for the sucking pump [6] if any significance is attributed to capillarity, it is merely a hypothesized role for the initial fluid intake [4]. Here, we provide the first experimental demonstration of the integrated role of the sucking pump and capillarity in insects, showing the essential role of capillary action in acquiring liquids from porous substrates.

2. Morphology of the lepidopteran proboscis

The lepidopteran proboscis (figure 1أ), ranging in length from less than 1 mm to nearly 30 cm, consists of a pair of modified mouthparts, the maxillary galeae, joined by dorsal and ventral linkage devices termed legulae (figure 1b–g). The concave medial surfaces of the galeae form a food canal (figure 1ب,د,F,ز). The dorsal legulae consist of a series of partially overlapping plates with intervening spaces, whereas the ventral legulae are represented by tightly spaced, interlocking hooks [1,7]. The dorsal legulae of the apical 5–20% of the proboscis are more widely spaced than elsewhere (figure 1ج,ه), allowing liquid to enter what otherwise is putatively a fluid-tight tube sealed with glandular secretions [1,4,7]. The validity of a sealed tube, permeable only at the seam of the distal one-fifth or less of the dorsal legulae, however, has not been tested until now.

Figure 1. Photomicrographs of the proboscises of Danaus plexippus (monarch butterfly, Nymphalidae) and Dyseriocrania griseocapitella (Eriocraniidae), showing that physical features of the proboscis promoting capillarity were present in early (eriocraniid) and derived (monarch) lineages. (أ) Coiled proboscis of monarch. (ب) Series of X-ray tomography cross sections of monarch proboscis at distances (left to right) of 261.75, 139.50, 43.50 and 6.75 µm from the extreme apex, showing dorsal legulae (dl), ventral legulae (vl), food canal (fc) and absence of an apical straw-like opening. (ج) Apex of single galea of monarch proboscis with enlarged dorsal legulae and inter-legular spaces. (د) Food canal of monarch proboscis showing annulations that probably aid capillarity. (ه) Apex of single galea of the proboscis of D. griseocapitella, with enlarged dorsal legulae and inter-legular spaces. (F) Food canal of D. griseocapitella with plate-like grooves that might aid capillarity. (ز) Close-up image of food canal of D. griseocapitella showing smaller striations, in addition to deeper annulations, that might facilitate capillarity.

3. Relation of proboscis morphology to feeding mechanism

3.1. Feeding from porous materials: critical pore size

Although butterflies and moths can acquire fluids from a range of porous substrates, we hypothesized that they withdraw liquid from only a specific size range of pores because of fluid dynamics in relation to structure. We tested this hypothesis by placing monarch butterflies, Danaus plexippus, on a porous material (paper towels) saturated in 25 per cent sucrose solution (figure 2أ). The saturated towels were suspended at different heights, with their ends submersed in the sucrose solution, until a hydrostatic equilibrium was reached. This equilibrium implied that the liquid was not uniformly distributed, and that the height and the size of the pores retaining the liquid were inversely correlated. Monarch butterflies then were placed on the towels to determine the heights at which they would feed (figure 2أ), as determined by the extension and movements of the proboscis [8] (see §5). Butterflies generally would not drink from filled pores with a radius, صم, less than صم < 35 ± 5 µm (figure 2ب, rlc)—about the average radius, ص, of the food canal in the distal region of the proboscis.

Figure 2. Determination of limiting pore size used by monarch butterflies. (أ) Monarch butterflies were fed 25% aqueous sucrose solution from paper towels suspended at different heights to determine the limiting pore radius from which they could feed. (ب) Minimum radius صم of open pores in the paper towel (filled circle solid curve) and towel-saturation level (grey bars) versus height ح of the stage from which butterflies were fed. Pie charts represent the proportion of butterflies that drank (grey) or did not drink (dark grey) at each height. At heights of 5–25 cm, all butterflies fed. At 30 and 35 cm, five of 14 butterflies did not drink. At 38.5 cm, only two of 14 butterflies fed. The pore size at 38.5 cm is considered the critical minimum pore radius. The bar graph (with standard deviations) shows the liquid content at each height relative to the liquid content in the completely saturated towel (rlc) (see §5 for details). (ج) Change of drop volume (V) as a function of time (ر), demonstrating that the spaces between the overlapping dorsal legulae (dl) are permeable to water (with standard deviation bars). A drop was deposited 5 mm (dark grey) and 10 mm (grey) from the head. c1, cross-section of monarch proboscis at 261.75 µm from the apex, with radius of food canal (ص) and effective porous surface boxed in grey. c2, dorsal view of effective porous surface of the proboscis showing slits between dorsal legulae. (د) Geometrical parameters used for calculation of absorption rate of the drop (حد, height of drop إل, length of drop base see §5). The liquid bridge belongs to a series of bridges moving towards the head (to the left). (e–i) Schematic of drop penetration through the slits between the dorsal legulae of the proboscs. Arrows indicate the direction of liquid flow. (نسخة ملونة على الإنترنت.)

The approximate equality between صم و ص suggests that the food canal would initiate fluid uptake by functioning like a capillary tube, relying on capillary rise. However, our scanning electron microscopy and X-ray tomography (figure 1أ,ب) demonstrate that the food canal tapers distally and lacks a distinct terminal opening. Other lepidopteran species are claimed to have no terminal opening [1,9]. The lack of a terminal opening would prevent capillary rise, drawing into question the similarity of the proboscis to a drinking straw. The test butterflies also did not probe the porous substrates with the end of their proboscises, but instead pressed the dorsal surface of the distal region to the substrate, leaving the extreme apex unengaged similar behaviour is characteristic of butterflies and moths feeding from rotting fruits and other wet substrates [2,10–12].

This feeding behaviour is explained by the specific structure of the proboscis. The dorsal legulae, comprising the roof of the food canal, have spaces between them. In the distal, so-called drinking region, the spaces averaged 2.6 ± 0.12 µm (ن = 3 females) (figure 1ج), which are smaller than the radius of the substrate pores (figure 2ب), suggesting that menisci form between the legulae as a means of initial fluid intake from the substrate pores. This method of fluid intake, however, does not explain the approximate equality between صم و ص the spaces between the dorsal legulae are at least 15 times smaller than the average radius of the food canal, raising the question of why صم is comparable with ص but not with the inter-legular spaces.

3.2 X-ray phase-contrast imaging of feeding from pores and small droplets

To further explore the mechanism of liquid uptake and the relationship between صم و ص, we employed X-ray phase-contrast imaging [13] in a series of experiments with monarch butterflies offered water only or a 15 per cent aqueous sucrose solution with 40 per cent iodine (Isovue 370, Bracco Diagnostics, USA). X-ray phase-contrast imaging could distinguish fluids (saliva, water and sucrose solutions) and air in the food canal from the surrounding cuticle (figure 3b–d,F,ز). When butterflies fed from a pool of the sucrose and iodine solution, a continuous liquid column formed in the food canal. However, when butterflies fed from a porous material (Kimwipes) saturated with sucrose and iodine solution, they withdrew the fluid from the substrate pores as a series of liquid bridges in the food canal separated by air bubbles (figure 3د,f,g). Although adult Lepidoptera can produce saliva to dilute viscous fluids and solubilize dried substances such as sugars [14], the butterflies in this experiment did not introduce saliva into their food canal before feeding. In other words, before contact with a saturated substrate or drop, no menisci were in the food canal and no visible liquid film was on the wall. If any liquid (e.g. glandular secretion) was in the proboscis before feeding, the amount was not detectable as a liquid bridge.

Figure 3. X-ray phase-contrast imaging of the monarch butterfly proboscis and formation of liquid bridges. (أ) Schematic displaying the split-beam (arrows) X-ray phase-contrast imaging used to simultaneously view liquid-bridge formation in the proboscis and action of the sucking pump, using cameras c1 and c2. (ب,ج) Raw split-screen images acquired from c1 and c2, respectively. (ب) Camera 1 displays an empty food canal in the proboscis (pr) that leads to the sucking pump (pm empty here). Fluid travels through the pump into the gut (gt) inset indicates the path that fluid travels (white) and musculature of the sucking pump (grey). (ج) Camera 2 shows a liquid drop (dr) on the dorsal legulae of the proboscis, with a liquid bridge (lb) in the food canal (fc). (د) Series of two X-ray phase-contrast images showing a liquid drop on the proboscis and the formation of two bulges (bl) that have collapsed into liquid bridges. (ه) Schematic of meniscus formation. Fluid moves into the food canal, forming a film that enlarges into a bulge. The liquid bulge enlarges until it collapses into a liquid bridge due to Plateau instability. Arrows show fluid motion. (F,ز) Series of liquid bridges separated by air pockets in the proboscis, (F) pump and (ز) gut of the butterfly that travel through the uptake system. (ب,ج) Acquired using a split-beam set-up remaining X-ray phase-contrast images were acquired with a single beam. Brightness of the food canal in (ج,د,F,ز) were digitally enhanced. (نسخة ملونة على الإنترنت.)

Our observations demonstrate that liquid-bridge formation is facilitated by the sponge-like capillary activity of the spaces between the dorsal legulae. When the dorsal part of the proboscis is brought in contact with a liquid, the liquid is pulled from the source to the spaces between the legulae owing to capillary action. The dorsal linkage structure can be considered an effective porous medium with multiple spaces that is, it acts like a sponge. When the proboscis, as a sponge, is completely filled with the liquid, the capillary forces do not counteract release of the liquid into the food canal. When the meniscus invades a curved slit-like space of the dorsal linkage and then approaches its inner edge, it wets the slit edges. Even if the final liquid surface is parallel to the walls of the food canal, the negative curvature of the food canal reduces the pressure in the invading liquid, pushing the liquid to overflow the space (see electronic supplementary material, movie S1). Supported by the wetting forces acting over the contact line, the liquid continues to overflow the linkage, forming a wetting film inside the food canal (figure 2e–i). This process should apply to all Lepidoptera with a functional proboscis.

X-ray phase-contrast imaging revealed that liquid uptake occurs not only between the distal dorsal legulae of the proboscis, typically referred to as ‘drinking slits’ [1] (figure 1ج,ه), but also between the dorsal legulae proximal to this region (figures 1د and 2ج). Drops of water applied to the dorsal linkage of the straightened proboscis at 5 and 10 mm from the head (ن = 3 butterflies per region mean proboscis length = 17 ± 2 mm, ن = 8) produced a series of liquid bridges in the food canal that were transported to the head, demonstrating that the proximal region of the proboscis is not sealed to all liquids. The drop disappears faster at 10 mm, suggesting that the slit-like spaces increase in size distally. The structure of the dorsal linkage thus consists of multiple capillary channels forming a porous structure with a pore-size gradient. From the rate of drop absorption, with experimental controls accounting for evaporation, we estimated the size of these slit-like spaces between the dorsal legulae to be 96 ± 27 nm, and 162 ± 18 nm at 5 and 10 mm, respectively, from the head (see §5). These differences suggest that the dorsal legulae in the distal region transport the liquid more easily. The larger slits in this region should decrease viscous resistance to flow.

When a thin cylindrical film forms in the food canal, it becomes subject to Plateau instability [15–18] the liquid body seeks a new configuration to decrease its surface energy. Plateau instability [15–18] is manifested as liquid bulges on the walls of the food canal (figure 3د,ه). Plateau instability assumes that any thermal or mechanical perturbation of the film surface will amplify only if the perturbation spans a length greater than the circumference of the food canal, or more correctly, greater than 2 × 2 1/2 πR [16]. The average basal length of the liquid bulge calculated from the images is 188 ± 9 µm and the average circumference of the proboscis at the onset of Plateau instability is 111 ± 24 µm (ن = 5) the incoming fluid enlarges the bulge until it collapses into a liquid bridge, confirming that the process is driven by Plateau instability (figure 3د). Multiple bulges form and grow simultaneously along the food canal (figure 3د), collapsing into liquid bridges that are transported into the gut by negative pressure generated by the sucking pump (figure 3ب,F,ز see electronic supplementary material, movie S2). The pump action does not affect the liquid film, which remains on the surface of the food canal during the entire uptake process. The liquid film acts as a continuous junction between the external liquid and the liquid bridges in the food canal. Annulations of the food canal (figure 1د,ز) might enhance spreading of the film on the inner walls of the proboscis and lead to the formation of multiple bridges along the channel to improve the efficiency of the liquid uptake. We also suspect that hydrophilicity of the proboscis is an important component of liquid uptake, and we are currently investigating the hydrophilic properties.

Simultaneous recordings of bridge formation and pump activity, using split-beam X-ray phase-contrast imaging, reveal that the bridges form in 0.15 s, at least three times faster than the observed pump cycle of 0.45–0.7 s. We discovered that liquid bridges form even when the pump is not activated, implying that they are a product of the architecture of the proboscis and independent of the sucking pump. Even when inter-legular spaces fill, fluid uptake is possible only if صم is larger than ص because stable liquid bridges cannot form when opposed by counter-capillary forces exerted by the substrate (i.e. when صم & lt ص).

4. مناقشة

4.1 Relation between proboscis morphology and feeding mechanism

Our work suggests that the lepidopteran proboscis is a complex fluidic system with at least two levels of channel hierarchy. Spaces between the dorsal legulae constitute the first nanolevel of channel hierarchy these spaces enhance capillary action for liquid uptake in a manner similar to a sponge. The food canal, in conjunction with the sucking pump, represents a second microlevel by supporting the flow of liquid bridges to the mouth, similar to a drinking straw. The butterfly proboscis thus represents a sponge and a drinking straw in a single embodiment.

The hierarchical organization of the proboscis provides a model for artificial probes capable of acquiring diverse liquids from different environments (e.g. pooled fluids, damp materials) at least two levels of pores are needed: nanopores to provide strong capillarity and micropores to facilitate fluid transport. This channel hierarchy supports the uptake of liquids from porous substrates and small droplets in a two-step process. Liquid bridges are formed by capillary action and then transported to the gut by the sucking pump. The lepidopteran fluidic system offers a unique model for the integration of nano- and microchannels, shifting the existing microfluidic paradigm from stationary channel-like structures towards fibre-based microfluidic devices providing distributed actuation, sensing and manipulation of minute amounts of fluids.

4.2 Role of the proboscis in diversification of lepidopteran feeding habits

Structural similarities in the proboscis of ancient (e.g. family Eriocraniidae) and derived (e.g. butterfly) lineages of Lepidoptera (figure 1جF) suggest that the mechanism of liquid uptake through the dorsal legulae has been in place since the evolution of the earliest Lepidoptera with a proboscis (100–146 Mya [19,20]). Capillarity, thus, must have had an early selective advantage, perhaps in exploiting limited availability of moisture or sugary exudates. Scanning electron micrographs of the proboscis representing a wide range of additional lepidopteran groups [1,9,10] confirm the structural organization that promotes capillarity, particularly the spaces between the dorsal legulae. The pleated food canal and loosely spaced ventral legulae of the proboscis of numerous Lepidoptera (figure 1F [9]) probably augment the capillarity of the dorsal legulae, as would the annulations and finer cuticular striations (figure 1ز).

The structural organization of the proboscis would have overcome the physical challenge of withdrawing liquids from porous substrates and from films and droplets trapped in crevices of vegetation. Thus, with capillarity enabling feeding from sources with limited liquids, early Lepidoptera could have exploited not only nectar in floral tubes but also the increased availability of rotting fruit resulting from diversification of the flowering plants. The dual functionality of the proboscis also would have enabled opportunistic and specialized feeding from damp soil, animal products and other sources.

Most explanatory models of lepidopteran biodiversification focus on the larva–foodplant interface [21]. The possible role of the proboscis in facilitating the adaptive radiation of butterflies and moths, such as the exclusively fruit-feeding butterflies [12], has received scant attention. The vast majority of Lepidoptera have a proboscis that is believed to have evolved once [1]. We suggest that future studies explore the possible role that the proboscis has played as a key innovation fostering the enormous biodiversification of the Lepidoptera, perhaps facilitated by slight structural modifications [13] in the associated cuticle. The widespread porous and fibrillar structures of mouthparts used for fluid uptake in additional insect groups, such as flies and bees [22], suggest that capillary action also has played a significant, yet unexplored, role in the diversification of their feeding strategies.

5. Experimental materials and procedures

5.1 Species investigated

We selected the monarch butterfly, D. plexippus L., as a model species capable of drinking from both floral tubes and porous substrates, and supplemented our structural analyses with anatomical observations of the proboscis of one of the earliest lineages of the Lepidoptera with a proboscis, the Eriocraniidae, represented by Dyseriocrania griseocapitella (Walsingham). Monarchs were wild caught in Clemson, SC, USA or obtained from the Shady Oak Butterfly Farm (Brooker, FL, USA) and Flutterby Gardens (Bradenton, FL, USA). Eriocraniids were obtained from the collection of the McGuire Centre for Lepidoptera and Biodiversity the specimens originally were collected in the southeastern United States.

5.2 Scanning electron microscopy and tomography

Each proboscis, attached to the head, was moved through a series of ethanol washes (80–100%, 48 h each), followed by chemical drying with hexamethyldisilazane. The dried heads were mounted on carbon-graphite tape affixed to aluminium stubs. Samples were imaged without sputter-coating at variable pressure in a Hitachi S3400 scanning electron microscope (20 kv) (figure 1أ,د), or with gold sputter-coating for 2–3 min at full vacuum in a Hitachi TM3000 (15 kv) (figures 1ج,e–g and 2ج, c2). The auto-contrast function in Adobe Photoshop was applied to images in figure 1.

5.3 Preparation of porous samples with different liquid content

Paper towels were chosen as a model porous substrate because they have a broad range of pore sizes, from tens to several hundred of micrometres. A 0.03 cm thick paper towel (Mardi-Gras White, 709-2 Ply sheets, 22.3 × 27.9 cm, Georgia-Pacific Consumer Products) was cut into strips of different lengths, and wetted in 25 per cent aqueous sucrose solution (surface tension of solution: σ ≈ 70 mN m –1 Kruss DSA). Individual strips were removed, shaken to remove excess fluid and wrapped in polyethylene film to restrict evaporation. The wrapped strips were hung over flat 2.5 × 7.5 cm 2 stages at heights (ح) of 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35 and 38.5 cm, with their exposed ends submerged in a dish of the sucrose solution.

To estimate the capillary pressure maintaining the menisci inside the pores of paper towels at different heights, we modelled the pores as an assembly of capillary tubes of different radii ص. According to the Jurin law of capillarity [23], liquid rises to the equilibrium height ح, defined by the equation ح = 2σ/ρrg، أين σ is the surface tension of the sucrose solution, ρ its density and ز the acceleration due to gravity. Therefore, at height ح, pores larger than ص & GT صح = 2σ/ρHg were empty, while pores smaller than ص & lt صح were filled. The capillary pressure holding liquid in the pores at height ح is estimated through the Laplace equation صatmosphericصliquid = صج = 2σ/صح. This method allowed us to prepare substrates with different sizes of filled pores.

After 16, 18 and 42 h, the films were removed and samples were cut (4.0 × 2.5 cm 2 ) and weighed to determine saturation level and time to reach equilibrium. After 16 h, equilibrium was reached, which was based on the stabilization of the paper towel weight subsequent tests used 16 h strips. Weighing the partially wet, completely saturated and dry samples, we calculated the resulting saturation of the towel at each ح كما س(ح) = (M(ح) − Mdry)/(MمشبعMdry)، أين M was the sample weight. The liquid fraction gradually decreased as the stage height increased. To confirm that the measured liquid content was independent of size of the sample piece, we cut 2.0 × 2.5 cm pieces and observed that the liquid fraction was approximately the same (±5%). The change in saturation levels supports the hypothesis of uneven effective pore saturation at different heights.

5.4. Determination of minimum pore size used by butterflies

Samples of paper towels were prepared as above. Each monarch butterfly (ن = 14) was placed on the paper towel at each stage height, with the highest stage tested first, followed by each lower stage. A butterfly was considered to feed if it uncoiled its proboscis and laid it on the paper towel for at least 30 s. If the butterfly did not initially uncoil its proboscis, we uncoiled it with an insect pin and pressed it against the saturated substrate. If the butterfly continued to recoil the proboscis after probing the substrate two or three times, we placed the butterfly on the next lowest stage and repeated the procedure. The butterfly was categorized as non-drinking at a particular height if it began drinking at the next lower height.

5.5 X-ray phase-contrast imaging experiments

To mimic feeding from porous substrates, we used a glass slide wrapped in a double layer of solution-saturated Kimwipes (KIMTECH, Kimberly Clark). A butterfly was mounted on a stage with its wings secured horizontally and its proboscis coiled around a metal needle attached to a linear positioning stage (VT-21, MICOS USA). The position of the proboscis relative to the X-ray beam and saturated Kimwipe was adjusted remotely by controlling the position of the needle. Feeding was recorded at 30 fps (Sony digital camera) with a beam intensity of 33.2 keV.

To test fluid intake along the proboscis, the butterfly was secured with wax paper and pins on a piece of Styrofoam. The proboscis was uncoiled and laid across two blocks of rubber (5 × 2 × 4 mm) glued to the Styrofoam, creating a space between the proboscis and the Styrofoam. Movement of the proboscis was restricted by crossing insect pins near the head of the butterfly and near the tip of the proboscis. A drop of water was placed on a metal wire above the proboscis, which was attached to the positioning stage and used to apply the drop to the dorsal side of the proboscis at 5 and 10 mm from the head.

5.6 Estimation of spacing between dorsal legulae

We tested fluid intake along the proboscis by measuring the permeability of the proboscis in two regions: 5 and 10 mm from the head. Each butterfly was set up as in the water application experiment in the beam-room, with constant temperature of 24.7°C and relative humidity of 23 per cent. A drop of water was applied to the dorsal side of the straightened proboscis, and liquid uptake was video-recorded. Each experiment was repeated three times. A control water drop was placed on a wire behind the proboscis to compare fluid uptake kinetics with evaporation kinetics. Drop shape was approximated by a spherical cap of height حد and base إل. We concluded that the decrease in drop volume was a linear function of time (figure 2ج). Thus, Darcy's Law [24] could be applied to describe the permeability between the dorsal legulae of the proboscis: dVر = (kA/η) · Δص/ح, where dV is an incremental change of the drop volume in time interval dر, أ is the total area of the linkage under the drop, η = 0.001 Pa s is water viscosity, Δص is the pressure drop causing water wicking, ح = 30 µm is the distance from the external portion of the dorsal legulae to the food canal, and κ is the permeability. The pressure drop Δص is equal to capillary pressure Δص = 2σ/صج، أين σ = 0.072 N m –1 is water surface tension and صج=35 µm is the radius of the food canal in the regions tested. Although the drop height changed significantly, the base length إل ≈ 2 mm remained nearly the same until the drop disappeared. The area أ = L·w was calculated as a product of the drop base إل and the width of the linkage ث ≈ 31 µm. Using these parameters and the measured wicking rate, we estimated the permeability ك of the first region (5 mm from the head) as ك ≈ 0.76 × 10 −15 ± 0.51 × 10 −15 m 2 and the permeability of the second region (10 mm from the head) as ك ≈ 2.2 × 10 −15 ± 0.51 × 10 −15 m 2 . Assuming that pores between dorsal legulae have a slit-like shape, we estimate the spacing between adjacent legulae as ز = (12·ك) 1/2 .


Butterflies could hold key to probes that repair genes

New discoveries about how butterflies feed could help engineers develop tiny probes that siphon liquid out of single cells for a wide range of medical tests and treatments, according to Clemson University researchers.

The National Science Foundation recently awarded the project $696,514. It was the foundation's third grant to the project, bringing the total since 2009 to more than $3 million.

The research has brought together Clemson's materials scientists and biologists who have been focusing on the proboscis, the mouthpart that many insects used for feeding.

For materials scientists, the goal is to develop what they call "fiber-based fluidic devices," among them probes that could eventually allow doctors to pluck a single defective gene out of a cell and replace it with a good one, said Konstantin Kornev, a Clemson materials physics professor. "If someone were programmed to have an illness, it would be eliminated," he said.

Researchers recently published some of their findings about the butterfly proboscis in مجلة البيولوجيا التجريبية.

They are now advancing to a new phase in their studies. Much remains unknown about how insects use tiny pores and channels in the proboscis to sample and handle fluid.

"It's like the proverbial magic well," said Clemson entomology professor Peter Adler. "The more we learn about the butterfly proboscis, the more it has for us to learn about it."

Kornev said he was attracted to butterflies for their ability to draw various kinds of liquids.

"It can be very thick like nectar and honey or very thin like water," he said. "They do that easily. That's a challenge for engineers."

Researchers want the probe to be able to take fluid out of a single cell, which is 10 times smaller than the diameter of a human hair, Kornev said. The probe also will need to differentiate between different types of fluids, he said.

The technology could be used for medical devices, nanobioreactors that make complex materials and flying "micro-air vehicles" the size of an insect.

"It opens up a huge number of applications," Kornev said. "We are actively seeking collaboration with cell biologists, medical doctors and other professionals who might find this research exciting and helpful in their applications."

The study also is breaking new ground in biology. While scientists had a fundamental idea of how butterflies feed, it was less complete than it is now, Adler said.

Scientists have long known that butterflies use the proboscis to suck up fluid, similar to how humans use a drinking straw, Adler said. But the study found that the butterfly proboscis also acts as a sponge, he said.

"It's a dual mechanism," Adler said. "As they move the proboscis around, it can help sponge up the liquid and then facilitate the delivery of the liquid so that it can then be sucked up."

As part of the study, researchers observed butterflies on flowers at the Cherry Farm Insectary just south of the main campus on the shore of Hartwell Lake. Butterflies were raised in the lab and recorded on video as they fed.

Researchers are turning their attention to smaller insects, such as flies, moths and mosquitoes, but the focus will remain on the proboscis.

In the next phase of the study, researchers would like to understand how the proboscis forms.

Larvae enter the pupa without a proboscis and emerge as a butterfly with one. Understanding what happens in the pupa could help develop the probes, Adler said.

Another challenge is figuring out how to keep the probe from getting covered with organic material when it's inserted into the body, he said.

That's why researchers are beginning to turn their focus to an insect almost everyone else shoos away.

"It seems the flies are able to pierce an animal's tissue, take up the blood and not get the proboscis gummed up and covered with bacteria," Adler said.

Tanju Karanfil, associate dean of research and graduate studies in the College of Engineering and Science, said the study has underscored the importance of breaking down silos that separate researchers from different departments so they can work for the common good.

"The most interesting work happens at the intersection of disciplines," he said. "In this case, biologists and engineers have come together with different perspectives to answer common questions.

"Their results are encouraging, and I look forward to seeing what they discover next."


شاهد الفيديو: Butterfly Facts. Animal Facts. The butterfly is a type of insect that feeds on flower nectar (يوليو 2022).


تعليقات:

  1. Delrico

    يبدو لي أنه قد تمت مناقشته بالفعل ، استفد من البحث في المنتدى.

  2. Fiallan

    نعم ، أنا أفهمك. في ذلك ، يُعتقد أيضًا أن شيئًا ممتازًا ، وافق عليك.

  3. Doum

    عظيم!!! كل شيء رائع!

  4. Ashaad

    أحسنت صنعًا ، يبدو لي ، هذه هي الجملة الرائعة

  5. Akikinos

    لا أرغب في تطوير هذا الموضوع.

  6. Howel

    لكنني اليوم لا أتسرع على الإطلاق ، لقد فقدت في الكازينو ونسيت مظلة في سيارة الأجرة :) لن يخترق شيء

  7. Tagor

    للتفكير فقط!

  8. Bakazahn

    إنه لأمر مؤسف أنني لا أستطيع التحدث الآن - لقد تأخرت عن الاجتماع. سأطلق سراحني - سأعرب بالتأكيد عن رأيي



اكتب رسالة