Гусеница-змея: как безобидная личинка бражника пугает птиц змеиной головой

Представьте, что вы раздвигаете ветки лианы в лесу Коста-Рики и в двадцати сантиметрах от лица видите треугольную голову с чешуйчатым узором и тёмными блестящими глазами. Голова покачивается и делает короткий выпад в вашу сторону. Большинство людей отдёргивает руку раньше, чем успевает подумать. Через минуту «змея» опускается, втягивает голову и превращается в мягкую коричневую гусеницу, которая продолжает жевать лист.

Гусеница-змея, бражник рода Hemeroplanes, — один из самых убедительных примеров обмана в живой природе, и интерес к ней не ограничивается эффектным роликом. За ней стоит полтора века наблюдений натуралистов, полевые эксперименты, споры о том, кого именно она изображает, и, что особенно приятно, родственница, которая живёт в российских садах и на лесных опушках.

Кто такая гусеница-змея: имя, семья и адрес

Ролик с «гусеницей, которая превращается в змею» собрал миллионы просмотров, но в подписях к нему редко указывают, о ком идёт речь. Героиня — личинка ночной бабочки из семейства бражников (Sphingidae). Чаще всего в видео и на фото попадает вид Hemeroplanes triptolemus, реже его близкие родственники из того же рода, например Hemeroplanes ornatus.

Систематика без скуки

Бражники — крупные ночные и сумеречные бабочки с мощным телом и узкими крыльями. Они знамениты быстрым полётом и умением зависать над цветком, как колибри, высасывая нектар длинным хоботком. Гусеницы бражников обычно крупные, гладкие, и у многих на заднем конце тела есть характерный «рог». Внутри этого семейства способность изображать змею возникала не один раз, и это само по себе говорит о том, насколько выгодной оказалась такая защита.

Где живёт

Hemeroplanes triptolemus обитает в тропиках Нового Света: в лесах Центральной Америки и значительной части Южной Америки, от Мексики до бассейна Амазонки. Самые известные видео и фотографии сделаны в Коста-Рике, где десятилетиями ведётся одна из крупнейших в мире программ по изучению гусениц, о ней ниже. Гусеница держится на лианах и кустарниках, по имеющимся данным предпочитает растения семейства кутровых, к которому относятся, например, олеандр и барвинок.

Как выглядит гусеница в обычном состоянии

Если гусеницу не трогать, ничего змеиного в ней нет. Тело вытянутое, мягкое, окраска сочетает коричневые, оливковые и желтовато-зелёные тона, которые хорошо растворяются среди стеблей и сухих листьев. По размеру это крупная гусеница: на последних возрастах она достигает длины около восьми сантиметров, примерно с указательный палец взрослого человека.

В покое гусеница полагается на маскировку, а не на устрашение. Это важный момент, который в коротких заметках теряется. Змеиная демонстрация — второй рубеж обороны, и он включается только тогда, когда первый уже прорван: хищник гусеницу заметил, задел или начал рассматривать.

Как гусеница превращается в змею: механика обмана

Самое интересное в этом спектакле — то, что «змеиная голова» не является головой гусеницы. Её настоящая голова маленькая и в момент демонстрации оказывается подогнутой и почти незаметной.

Последовательность действий

1. Хватка. Гусеница крепко цепляется за стебель задними ложными ножками. Это якорь, на котором держится вся конструкция.
2. Подъём. Передняя часть тела отрывается от опоры и поднимается вверх.
3. Разворот. Передние сегменты изгибаются так, что к наблюдателю обращается нижняя, брюшная сторона. Именно на ней находится рисунок, которого не видно, пока гусеница просто сидит на ветке.
4. Раздувание. Грудные сегменты расширяются за счёт перераспределения гемолимфы, внутренней жидкости насекомого, и образуют треугольник, напоминающий голову гадюки.
5. Прятки. Грудные ножки поджимаются, настоящая голова уходит вниз. Детали, которые выдали бы гусеницу, исчезают из поля зрения.
6. «Глаза». На раздутых сегментах проступают два крупных тёмных пятна со светлым ободком. У некоторых особей рисунок даёт иллюзию блика, будто глаз влажно блестит.
7. Выпад. Если угроза не исчезает, «змея» раскачивается и делает короткие броски в сторону раздражителя, как змея, которая предупреждает перед укусом.

Чешуя на «голове» тоже нарисована. Узор из тонких линий и пятен на брюшной стороне имитирует щитки на голове змеи, и с расстояния в полметра этого достаточно, чтобы глаз считал картинку как рептилию.

Сколько длится спектакль

Демонстрация продолжается до тех пор, пока раздражитель рядом. Гусеница может держать позу несколько минут, а затем медленно опускается и возвращается к обычному облику. Этот процесс требует энергии и, пока длится, не даёт гусенице есть, поэтому она не «включает змею» на каждый шорох. Наблюдатели, которые выращивали гусениц в неволе, отмечают, что резкое прикосновение или дуновение запускает реакцию надёжнее, чем просто присутствие человека.

Чего гусеница не умеет

Вокруг гусеницы-змеи гуляет несколько преувеличений:

• Она не кусается. Выпад — это блеф. Ротовые органы гусеницы приспособлены для того, чтобы грызть листья, а не для обороны.
• Она не ядовита. Нет ни яда, ни жгучих волосков. С точки зрения человека это совершенно безобидное существо.
• Она не шипит. В некоторых роликах добавлен звук, но гусеница бражника звуков, похожих на змеиное шипение, не издаёт.
• Она не «превращается» буквально. Строение тела не меняется, меняется поза и то, какую сторону тела видит наблюдатель.

Как это видит птица: почему обман работает

Главные враги гусениц в тропическом лесу — насекомоядные птицы. Для них гусеница бражника — крупный, сочный, питательный кусок, и эволюционное давление с их стороны огромно. Чтобы понять, почему змеиная поза спасает, нужно посмотреть на ситуацию глазами птицы, а не человека.

Птица решает за доли секунды

Мелкая птица, которая кормится в листве, постоянно сама находится под угрозой. На неё охотятся змеи, ястребы, кошачьи, обезьяны. Для такого животного цена ошибки асимметрична: если отпрянуть от безобидной гусеницы, теряешь одну порцию корма; если клюнуть настоящую змею, можно потерять жизнь. Естественный отбор поэтому поддерживает птиц, которые пугаются «на всякий случай», а гусеница пользуется именно этой осторожностью.

Врождённый страх змей у птиц

В 1975 году американская исследовательница Сьюзан Смит опубликовала в журнале Science эксперимент, ставший классикой. Птенцов бирюзовобрового момота, тропической птицы, которая в природе ест в том числе змей, выращивали в неволе, и они никогда не видели живых змей. Тем не менее молодые птицы избегали палочек, окрашенных кольцами, как у ядовитых коралловых аспидов, и спокойно клевали палочки с другим рисунком. Значит, по крайней мере у части птиц реакция на определённые змеиные признаки заложена до всякого опыта. Гусеница, которая показывает змеиные сигналы, попадает прямо в эту врождённую «кнопку».

Эксперименты с искусственными гусеницами

Проверить, работает ли защита, в дикой природе непросто: нельзя же подсчитать, сколько гусениц съели незаметно. Поэтому биологи используют модели. Канадские исследователи Томас Хосси и Том Шеррат делали гусениц из пластилина и теста, размещали их в лесу и потом считали следы клювов. В их опытах модели с глазчатыми пятнами в оборонительной позе атаковались птицами реже, чем гладкие модели без пятен. Вывод осторожный, но важный: эффект создаёт сочетание рисунка и позы, а не одни только пятна.

Почему птицы иногда не ведутся

Защита не стопроцентная. Опытные птицы, которые раз за разом сталкивались с «змеиными» гусеницами и убеждались, что за этим ничего не следует, могут научиться игнорировать спектакль. Именно поэтому, по мнению ряда исследователей, такая мимикрия выгодна, когда «подделок» в лесу немного по сравнению с настоящими опасными животными: если бы безобидных змеевидных гусениц было больше, чем змей, птицы быстро бы раскусили обман.

Змея или просто глаза: спор, о котором молчат популярные статьи

Всё, что было сказано выше, звучит так, будто гусеница целенаправленно копирует змею. Но среди специалистов этот вопрос не закрыт, и он интереснее, чем кажется.

Позиция Дэниела Джензена

Американский эколог Дэниел Джензен и его коллега и жена Винни Хальвакс несколько десятилетий изучают гусениц в заповедной зоне Гуанакасте на северо-западе Коста-Рики. Их команда вырастила и описала сотни тысяч гусениц, а заодно создала одну из крупнейших в мире баз ДНК-штрихкодов насекомых. В 2010 году Джензен, Хальвакс и Джон Бёрнс опубликовали в журнале PNAS статью о «тропической орде фальшивых хищных глаз». Их наблюдение: глазчатые пятна у гусениц встречаются у сотен видов из разных семейств, и далеко не все они похожи именно на змею. Многие гусеницы показывают просто «чьи-то глаза» — достаточно крупные и направленные на наблюдателя, чтобы мозг птицы считал сигнал «на меня смотрит хищник». По этой логике, птица не опознаёт конкретную змею, а реагирует на обобщённый образ опасного взгляда.

Иначе говоря, гусеница может эксплуатировать не знание птицы о змеях, а её общий страх оказаться в чьём-то поле зрения.

Позиция «заметность важнее сходства»

Есть и третья точка зрения, которую развивали исследователи бабочек, в частности британский биолог Мартин Стивенс. Согласно ей, глазчатые пятна пугают в первую очередь тем, что они яркие, контрастные и внезапно появляются. По этой версии, круглая форма и сходство с глазом вторичны, а главное — эффект неожиданности.

Что из этого следует

Скорее всего, у гусеницы-змеи работают все три механизма одновременно. У Hemeroplanes сходство со змеёй настолько детальное (треугольная голова, рисунок щитков, выпады), что исследователи обычно считают её одним из самых сильных случаев именно змеиной мимикрии. Но если вы будете обсуждать её со специалистом, полезно знать, что «эта гусеница копирует змею» — упрощение, а не окончательный вывод.

Немного истории: натуралист, которого напугала гусеница

Гусеницы, похожие на змей, поразили европейских учёных задолго до появления видео. Английский натуралист Генри Уолтер Бейтс провёл в Амазонии одиннадцать лет, с 1848 по 1859 год, и собрал там тысячи видов насекомых, неизвестных науке. В своей книге «Натуралист на реке Амазонке» (1863) он описал крупную гусеницу, которая, высунувшись из листвы, изобразила маленькую ядовитую змею так правдоподобно, что напугала и его самого, и местных жителей, которым он её показывал. Бейтс отмечал раздутые передние сегменты и «глаза» и считал это одним из самых удивительных случаев подражания, какие ему встречались.

Бейтс известен не только как собиратель. В 1862 году он сформулировал идею, которую сейчас называют бейтсовской мимикрией: безобидный вид получает защиту, подражая внешне опасному или несъедобному. Гусеница-змея стала одной из живых иллюстраций его теории, и спустя полтора века эти примеры по-прежнему приводят в учебниках эволюционной биологии.

Типы защиты гусениц: где место «змеи»

Чтобы оценить, насколько необычна стратегия Hemeroplanes, полезно сравнить её с другими способами, которыми гусеницы спасаются от хищников.

Устрашающая демонстрация, которую биологи называют деиматическим поведением, интересна тем, что сочетает две противоположные идеи. Сначала животное старается не быть замеченным, а когда это не удалось, резко становится как можно более заметным. Тот же принцип используют бабочки-павлиноглазки, раскрывающие крылья с «глазами», или некоторые богомолы.

Жизненный цикл: из какой бабочки выходит гусеница-змея

Запрос «гусеница змея бабочка» задают часто, и ответ обычно разочаровывает тех, кто ждёт чего-то столь же эффектного.

Стадии развития

1. Яйцо. Самка откладывает яйца по одному на листья кормового растения. Так гусеницы не конкурируют друг с другом и не собираются в заметные группы.
2. Гусеница. Личинка растёт, проходя несколько линек. Молодые гусеницы маленькие и полагаются на маскировку, а полноценная змеиная демонстрация характерна для крупных гусениц последних возрастов, когда размер позволяет правдоподобно изобразить змеиную голову.
3. Куколка. Как и большинство бражников, взрослая гусеница уходит в подстилку или поверхностный слой почвы и окукливается там, в укрытии.
4. Бабочка. Из куколки выходит взрослая бабочка-бражник.

Как выглядит взрослая бабочка

Взрослая Hemeroplanes triptolemus — неброская ночная бабочка с вытянутыми передними крыльями, окрашенными в коричневые, оливковые и серые тона с размытыми линиями. В покое она похожа на сухой лист или кусок коры. Активна в сумерках и ночью, питается нектаром, зависая над цветками. Вся «драматургия» этого вида сосредоточена в стадии гусеницы, а бабочка делает ставку на незаметность, как большинство её родственников.

Почему зрелищность досталась гусенице

Логика простая. Гусеница медленная, мягкая, не может убежать или улететь, и при этом она должна неделями сидеть на одном растении и есть. Взрослая бабочка подвижна, днём прячется, ночью летает, и у неё есть другие способы спастись. Самое уязвимое звено жизненного цикла получило самую изощрённую защиту.

Другие гусеницы, похожие на змей

Hemeroplanes — самая знаменитая, но не единственная гусеница-змея. Способность изображать змею или хотя бы змеиные глаза появлялась у разных групп независимо.

Средний винный бражник

Deilephila elpenor — главный «змеевидный» вид для читателя из России и Европы. Его гусеница, о которой подробно ниже, на первых сегментах брюшка несёт две пары крупных глазчатых пятен. При опасности она втягивает голову и раздувает передний конец, и глаза-пятна становятся похожими на глаза небольшой змеи.

Малый винный бражник

Deilephila porcellus — близкий родственник предыдущего вида, тоже встречается в России. Гусеница мельче и демонстрация у неё скромнее, но принцип тот же.

Парусник троил

Papilio troilus, североамериканский парусник, известный по-английски как spicebush swallowtail. Молодые гусеницы похожи на птичий помёт, а старшие становятся зелёными и на груди у них появляются крупные «глаза» с бликами. Голова втянута, и передний конец гусеницы напоминает морду змеи или лягушки. У парусников есть ещё одна деталь: при опасности они выдвигают из-за головы оранжевую раздвоенную железу, осметерий, которая пахнет неприятными веществами. Некоторые натуралисты сравнивают её с раздвоенным языком змеи, хотя основная её функция химическая.

Куколка, похожая на голову гадюки

У южноамериканской бабочки Dynastor darius змею изображает не гусеница, а куколка. Она висит на растении, и её форма и рисунок напоминают голову змеи с глазами и чешуйками. Это редкий случай, когда устрашающей стала неподвижная стадия.

Сравнение «змеевидных»

Гусеница-змея в России: где увидеть своими глазами

Чтобы посмотреть на змеевидную гусеницу, не нужно лететь в Коста-Рику. Средний винный бражник обычен на большей части европейской России, на Урале, в Сибири и на Кавказе.

Как узнать гусеницу среднего винного бражника

• Длина взрослой гусеницы до восьми сантиметров.
• Окраска чаще всего буровато-коричневая, реже зелёная. Существуют обе формы.
• На первых сегментах за головой две пары круглых пятен, похожих на глаза с тёмным центром и светлым ободком.
• На заднем конце небольшой загнутый «рог», характерный для бражников.
• При прикосновении гусеница втягивает голову, передний конец раздувается, и «глаза» выходят на первый план.

Где и когда искать

Гусеницы встречаются обычно с июля по сентябрь. Они кормятся на иван-чае (кипрее), подмареннике, недотроге, а в садах — на винограде и фуксии. Ищите на опушках, вырубках, по берегам рек и канав, где разрастается иван-чай. Днём гусеницы нередко прячутся у основания растений, а вечером поднимаются кормиться. Самый надёжный способ найти — осматривать иван-чай, обращая внимание на объеденные листья и крупные тёмные катышки помёта под растением.

Что из неё вырастает

Взрослый средний винный бражник — одна из самых красивых бабочек средней полосы: оливково-зелёные крылья с ярко-розовыми полосами и розовое тело. В тёплые летние вечера его можно увидеть у цветущих клумб, где он зависает над жимолостью, петуниями и душистым табаком. Многие путают его с колибри, пока не разглядят усики.

Практический пример

Школьник из Подмосковья нашёл на даче коричневую гусеницу «с глазами», испугался и позвал отца. Тот сфотографировал находку, и через приложение для определения насекомых они выяснили, что это средний винный бражник. Гусеницу поместили в банку с листьями иван-чая, она окуклилась в земле на дне, а весной из куколки вышла розово-зелёная бабочка, которую выпустили в саду. Такие истории регулярно появляются на форумах энтомологов-любителей, и это, пожалуй, лучший способ увидеть весь цикл своими глазами.

Как обращаться с находкой

• Гусеница безвредна, её можно аккуратно взять в руки, но лучше пересадить на веточке, не сжимая.
• Не трогайте её постоянно: каждая демонстрация отнимает у неё силы.
• Если хотите вырастить бабочку, кормите листьями того растения, на котором нашли гусеницу, и положите на дно ёмкости слой рыхлой земли с мхом для окукливания.
• Выпускайте бабочку там же, где нашли гусеницу.

Как распознать фейк: фото гусениц-змей в сети

Запрос «гусеница змея фото» приводит к тысячам изображений, и часть из них отредактирована или сгенерирована. Вот признаки, которые помогают отличить настоящий снимок.

• Ножки. У настоящей гусеницы видны ложные ножки на брюшке, которыми она держится за стебель. На фейках тело часто «висит в воздухе» без точек опоры.
• Сегменты. Тело гусеницы разделено на кольца-сегменты, это видно даже в позе змеи. Гладкое, как у настоящей змеи, тело — повод для сомнений.
• Дыхальца. По бокам тела гусеницы есть ряд мелких овальных отверстий. На сгенерированных изображениях их обычно нет или они расположены хаотично.
• «Глаза». У гусеницы это пятна на коже, а не настоящие глаза с веками и зрачками. Если «глаз» выпуклый и моргает в ролике, это монтаж.
• Зубы и язык. У гусеницы-змеи нет ни клыков, ни раздвоенного языка. Ролики, где «гусеница» шипит и высовывает язык, обработаны.
• Масштаб. Настоящая Hemeroplanes умещается на листе. Кадры, где «гусеница-змея» размером с руку, почти наверняка обман.

Что гусеница-змея рассказывает об эволюции

Глядя на гусеницу, которая так точно изображает змею, легко подумать, что за этим стоит замысел. Эволюционная биология объясняет это иначе.

Постепенность

Не нужно сразу получить идеальную змеиную голову. Достаточно, чтобы у предков гусениц были хоть какие-то тёмные пятна на переднем конце и привычка поднимать его при опасности. Особи, у которых пятна были чуть крупнее и контрастнее, а поза чуть убедительнее, реже доставались птицам и оставляли больше потомства. За миллионы поколений небольшие преимущества сложились в картину, которая обманывает даже людей.

Гонка вооружений

Хищники тоже не стоят на месте. Птицы учатся, запоминают, и чем убедительнее подделка, тем выше её ценность для гусеницы. Это постоянная гонка, в которой одна сторона совершенствует обман, а другая — способность его распознавать.

Повторение в разных группах

То, что змеевидная защита независимо возникала у бражников, парусников и даже на стадии куколки у нимфалид, называют конвергенцией. Когда одна и та же стратегия появляется в неродственных группах, это сильный аргумент в пользу того, что она действительно эффективна.

Зачем это знать неспециалисту

Гусеница-змея — удобная модель, на которой можно объяснить ребёнку или студенту, как работает естественный отбор, что такое мимикрия и почему поведение животного так же важно, как его окраска. Один ролик длиной в полминуты содержит урок биологии, который в учебнике занимает несколько страниц.

Интересные факты о гусенице-змее

• Демонстрацию гусеницы иногда сравнивают с поведением гадюки или ямкоголовой змеи, потому что треугольная голова характерна именно для этих групп.
• Пятна-глаза расположены так, что смотрят на наблюдателя, где бы он ни стоял, — эффект, похожий на портреты, чей взгляд «следует» за зрителем.
• Hemeroplanes не единственный род, а целая группа видов со сходной защитой, и различить их по фото часто могут только специалисты.
• Взрослая бабочка этого вида гораздо менее известна, чем гусеница: фотографий бабочки в сети в разы меньше.
• В заповеднике Гуанакасте исследователи за несколько десятилетий вырастили сотни тысяч гусениц, и многие виды впервые были описаны именно там.
• Натуралист Генри Бейтс, описавший подобную гусеницу в XIX веке, вернулся из Амазонии с коллекцией из более чем 14 тысяч видов, большинство из которых были новыми для науки.
• В России ближайший аналог, средний винный бражник, настолько обычен, что многие садоводы встречали его гусеницу, не подозревая, что это родственница «змеи» из ролика.