Приходилось ли вам слышать о бабочках, порхающих в заснеженном лесу? Я знаю, что мой вопрос звучит странно, но снежные бабочки — не новогодняя сказка и не плод чьей-то фантазии, а реальность. Мало того что эти бабочки живут зимой, некоторые из них к тому же еще и ночные, вылетающие из укрытий только в сумерках, а значит, они лишены возможности хоть немножко согреться в чуть теплых лучах зимнего солнца.

Однажды мне довелось пожить на берегах Оредежи, красивейшей реки Ленинградской области, и встретить Новый год прямо в лесу. В те годы купить новогоднюю елку и желание отпраздновать дома не поощрялось. Считалось, и нужно сказать вполне справедливо, что, если ежегодно каждая семья будет приобретать лесную красавицу, еловые леса вокруг городов исчезнут. Поэтому молодежь частенько устраивала встречу Нового года в лесу.

Наша студенческая компания еще летом присмотрела уютную полянку, окруженную стеной леса, в центре которой росла пушистая елочка. В канун Нового года мы засветло украсили ее вершину звездой, а ветки — флажками, игрушками и лентами серпантина. Потом натаскали для костров груды валежника и вернулись в поселок, где находилась биостанция, на которой мы летом работали.

К елке вернулись, когда ночь уже вступила в свои права. Легкая оттепель сменилась легким морозцем, небо очистилось от туч, и лес был освещен таинственным лунным светом. Мы неторопливо катились по накатанной лыжне, но наше праздничное настроение нарушила цепочка крупных человеческих следов, вынырнувших на лыжню из боковой просеки: по-видимому, кто-то в больших стоптанных валенках опередил нас. Невольно возникло беспокойство: не разорил ли случайный прохожий нашу елку. Однако на поляне был полный порядок, и только когда негромко хлопнули пробки остывшего на морозе шампанского, а костры разгорелись, осветив всех, кто-то заметил под елкой мешок, на котором крупными буквами было написано: «ПОДАРКИ ОТ ДЕДА МОРОЗА». В мешке действительно оказались сувениры, и к каждому была приколота записочка, чтобы мы знали, для кого подарок предназначен.

Трудно описать удивление, охватившее нас. Принести сувениры мог только тот, кто хорошо нас знал. Сразу посыпалось множество предположений. Мы стали вспоминать, чем занимался каждый из нас, вернувшись из леса, куда отлучался и долго ли отсутствовал, но скоро убедились, что никто из нашей компании не мог быть автором этого сюрприза, так как никто не уходил из поселка надолго. Оставалось единственное объяснение — автором новогоднего мешка был Дед Мороз, следы которого встретились нам в лесу.

Праздник продолжался, но мысли мои занимал таинственный Дед Мороз. Интересно, куда он направился, оставив на поляне свой мешок? Следы вели в густой ельник, к тоненькой ниточке ручейка, струившегося между обледеневшими камнями. Я знал, что где-то здесь был родник. Действительно, вода веселыми струйками вытекала из-под большого камня и сбегала в маленький бочажок, от которого и начинался ручеек. Здесь было очень темно. Огромные ели тесной толпой окружали источник. Своими раскидистыми ветвями они заслоняли небо, и слабенький луч моего фонарика был не в состоянии рассеять кромешный мрак.

Вода в бочажке казалась ледяной, но, видимо, была значительно теплее и своим теплом чуть-чуть согревала этот укрытый со всех сторон уголок. Во всяком случае, здесь на земле почти не было снега, а с еловых лап свисали крупные капли воды. Я присел на камень, стараясь понять, зачем Дед Мороз забрался в такую чащобу. Вдруг в луче моего фонарика что-то мелькнуло и тотчас растворилось в окружающем мраке. Я направил фонарик вверх, и наконец его луч высветил неторопливо летящую бабочку, тут же исчезнувшую за толстыми стволами елей.

Все произошло так быстро, что я даже не сделал попытки поймать таинственную ночную гостью. А жаль, мне на слово никто бы не поверил, что в зимнем лесу в новогоднюю ночь можно увидеть подобное чудо. Оставалась надежда, что бабочка еще вернется, и мой фонарик судорожно метался, обшаривая все вокруг. Увы, она не появилась. Без всякой надежды на успех, не веря в новую встречу с исчезнувшей красавицей, я все же стал обшаривать берега бочажка и, о радость, спугнул одну, вторую, третью бабочку. В кромешной темноте ночного леса, пользуясь слабым лучом моего фонарика, поймать бабочку было невозможно: она мгновенно скрывалась в темноте. Все же четвертую незнакомку мне удалось сбить шапкой. Я переложил в карман из пачки остаток сигарет и в освободившуюся коробочку осторожно упаковал свое сокровище.

Нельзя сказать, что к встрече с крылатым чудом я был совершенно не подготовлен. Мне приходилось читать о существовании так называемых снежных бабочек, но так как слышать о встречах с ними даже из уст опытных зоологов ни разу не случилось, я относился к их существованию как к красивой легенде. Вот почему на другой же день, с трудом дождавшись полудня — после новогодней ночи ранний визит казался неприличным, — я помчался к нашему преподавателю, известному зоологу Ивану Николаевичу Митрофанову, который жил недалеко от биостанции. Выслушав рассказ о ночных приключениях и полюбовавшись пленницей, он снял с полки «Определитель бабочек», позволив мне самому разобраться, кем была моя ночная гостья.

Бабочка оказалась сибирской пяденицей. У нее было крохотное, хилое тельце, но достаточно большие изящные крылья светло-желтого цвета, украшенные более темными волнистыми линиями. Эти бабочки поистине удивительные существа. Собственно, настоящими бабочками являются только самцы. Это их я встретил в ночном лесу. У самочек крылышки такие крохотные, что летать на них невозможно.

Сибирские пяденицы распространены в нашей стране и в ее европейской части, и в Сибири, отсутствуют лишь на севере лесной зоны. Их гусеницы наносят вред более ста древесным породам, в том числе яблоням, сливам, грушам, а в лесу — ильмовым, дубам и другим деревьям. Иногда гусениц бывает так много, что они начисто съедают всю листву, на год-два угнетая дерево, а иногда вызывая даже его гибель.

Название пяденицам дано за своеобразный способ передвижения их гусениц. По сравнению с гусеницами других бабочек, у пядениц уменьшено число брюшных ножек. Обычно их всего две пары, и находятся они на самом конце их длинного тела. Поэтому при передвижении гусеница, уцепившись за веточку грудными ножками, сгибает свое тело в дугу и цепляется за ветку брюшными ногами, придвинув их вплотную к грудным. Затем грудные ножки отпускают ветку, гусеница вытягивается во всю длину, как бы измеряя ветку, снова прикрепляется к ней грудными ножками, и все повторяется снова. В старину так мерили пядью любые материалы. Существовала даже такая мера длины — пядень: расстояние между максимально растопыренными мизинцем и большим пальцем руки.

В отличие от большинства существующих у нас бабочек, сибирские пяденицы выводятся из куколок не весной и даже не летом, а появляются только в конце сентября — октябре или лаже в конце ноября. Им полагается еще в начале зимы отложить яички, из которых весной вылупятся гусеницы и тут же набросятся на еще не распустившиеся древесные почки. Если зима бывает ранней и сильные морозы мешают играть свадьбы, бабочки могут уйти в укрытия и станут терпеливо дожидаться случайной оттепели или слабых признаков тепла приближающейся весны.

Второй интересной особенностью зимних пядениц является отсутствие у них пищеварительных органов. Взрослые бабочки ничего не едят и существуют только за счет тех питательных веществ, которые накопили в своем теле еще будучи гусеницами, и, поскольку они лишены возможности пополнять запасы питательных веществ, очень спешат найти пару. Поэтому, хотя на поиски невест бабочки явно предпочитают летать ночью, но, когда оттепели случаются в середине зимы, летают даже днем, пока не найдут поджидающую их самочку.

Сибирские пяденицы удивительно морозостойки. В отличие от других насекомых, они не теряют способности двигаться даже при легком морозе в -3 градуса, и самцы вылетают на поиски самок даже в снегопад, конечно, если он не превращается в настоящую метель. Температура летательных мышц бабочек во время полета может опускаться до нуля градусов. Охлажденные мышцы работают плохо, поэтому они машут крыльями в 10–30 раз реже обычных бабочек, но благодаря легкому тельцу и относительно большим крыльям подняться в воздух им вполне удается.

Зоологам давно известно, что мышцы насекомых способны нормально работать, только когда их температура перешагнет тридцатиградусный рубеж. В холодные дни наши бабочки, стрекозы и жуки, прежде чем подняться в воздух, подолгу машут крыльями, чтобы разогреться. Зимние пяденицы не могут пользоваться разогревом, для этого им потребовалось бы большое количество энергетических ресурсов, а взять их неоткуда. Вот и пришлось пяденицам научиться летать с помощью вялых охлажденных мышц. По той же причине — угрозы полного израсходования энергетических запасов — сразу после свадьбы самки спешно откладывают яички, и, выполнив свой долг, оба родителя погибают.

Ночной образ жизни — одна из главнейших причин, по которой снежные бабочки не получили у нас широкой известности. А их ведь немало. Только совок, относящихся к семейству кукулин, насчитывается не меньше пятидесяти видов. Большинство совок активны только летом, а с наступлением холодной погоды они погибают. Холодную зиму способны пережить лишь своевременно отложенные ими яички, в крайнем случае — гусеницы или куколки, жизнь которых замирает до весны.

У кукулин все наоборот: взрослые бабочки появляются у них только поздней осенью или в начале зимы. Свадьбы они празднуют в холодное время года, зимой же откладывают яички и только с наступлением весны погибают. Среди бабочек они настоящие полярники и теплую погоду переносят плохо. У них нет никаких приспособлений, которые помогли бы им избавиться от накапливающегося в их теле тепла. При температуре +20 градусов зимние кукулины теряют способность летать: перегреваются во время полета и, не имея возможности освободиться от излишков тепла, вырабатываемого летательными мышцами, могут погибнуть от теплового удара.

Хотя снежные бабочки и предпочитают зиму всем остальным временам года, но настоящих морозов избегают. Поэтому их не встретишь в Карелии или в Сибири. Живут они там, где зимы, как в Западной Европе или большинстве северных районов США, бывают хоть и снежными, но не слишком холодными, с частыми и продолжительными оттепелями. В морозы бабочки прячутся, а когда температура воздуха поднимается до нуля градусов, реже при температуре -1,-2 градуса, выбираются из своих укрытий, чтобы покормиться, сыграть свадьбу и отложить яички. Питаются они соком поврежденных деревьев и нектаром некоторых цветов, которые зацветают перед самым снегопадом и не гибнут от мороза. Давайте познакомимся, как борются с холодом эти удивительные создания.

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.

Что же заставило снежных бабочек вести такой необычный образ жизни? Мы обсудили эту проблему с Иваном Николаевичем Митрофановым. Видимо, расстаться с комфортом и примириться с зимними холодами их заставила забота о собственной безопасности. С наступлением холодов большинство насекомоядных птиц, в том числе козодои, которые в сумерках ловят насекомых на лету, откочевывают на юг. Нет зимой и летучих мышей — главных ночных врагов летающих насекомых. Остаются лишь наземные хищники вроде землероек, но они не летают. Так что стоит померзнуть, если ты уверен, что тебе никто не помешает отыскать самку и поухаживать за ней.

Оказалось, что Ивану Николаевичу ни разу не посчастливилось поймать снежную бабочку. Он приезжал зимой на берега Оредежи, чтобы фотографировать диких животных, и для этого строил в лесу укромные засидки, а чтобы привлечь к ним зверье, разбрасывал вокруг аппетитно пахнущие приманки. Той же ночью, захватив фотоаппарат, мы с ним отправились в лес на поиски ночных красавиц. По дороге профессор признался, что подсмотрел, как мы украшали елку, и, чтобы сделать сюрприз своим студентам, подложил под елку мешок с сувенирами.

К сожалению, бабочек найти нам не удалось. К ночи ударил мороз, и даже в бочажке вода покрылась толстой коркой льда. Мне больше ни разу не удалось подержать в руках живую сибирскую пяденицу, хотя эти вредители леса не являются у нас редкостью. Впрочем, в дубовой роще под Сестрорецком я встречал зимними вечерами каких-то бабочек, но, может быть, это были снежные совки, любительницы лакомиться дубовыми почками?