Пигментация. Как и у дневных бабочек, окраска ночных бабочек по своей природе двойная – структурная и пигментная. Пигменты различного химического состава образуются в чешуйках, густо покрывающих тело насекомого. Эти вещества поглощают лучи с определенной длиной волны и отражают другие, которые и представляют собой ту часть солнечного спектра, которую мы видим, рассматривая бабочку. Структурная окраска – это результат преломления и интерференции световых лучей, не связанный с присутствием пигментов. Слоистая структура чешуек и мембран крыла, а также присутствие на чешуйках продольных гребней и борозд приводят к отклонению и взаимодействию «белых» солнечных лучей таким образом, что определенные их спектральные составляющие усиливаются и воспринимаются наблюдателем как цвета. У ночных бабочек окраска по своей природе главным образом пигментная.

Защитные механизмы. Разнообразные защитные механизмы обнаружены у гусениц, куколок и имаго ночных бабочек.

Убежища. Гусеницы из нескольких достаточно далеких друг от друга семейств ночных бабочек, по-видимому, независимо приобрели сходные защитные типы поведения. Наглядный пример – мешочницы и чехлоноски. В семействе мешочниц шелковые домики с прикрепленными снаружи кусочками мусора и листьев гусеницы строят почти сразу же после вылупления. Устройство убежища таково, что из него выступает только передняя часть личинки, которая, если ее потревожить, полностью втягивается внутрь. Размер домика увеличивается по мере роста гусеницы, пока она окончательно не вырастет и не окуклится внутри этого своего «мешка», достигающего в длину 2,5–5 см. Спустя несколько недель оттуда выходит крылатый самец, а самки некоторых родов так и остаются в домике, и спаривание происходит с помощью высокоспециализированного совокупительного органа, который самец туда просовывает. После оплодотворения самка откладывает в своем мешке яйца и либо умирает рядом с ними, так и не выходя наружу, либо, у некоторых видов, все же выползает, чтобы тут же упасть на землю и умереть.

Гусеницы чехлоносок строят аналогичные переносные домики из кусочков листьев, сброшенных личиночных покровов и тому подобных материалов, скрепляя их секретом слюнных желез и своими экскрементами.

Волоски, железы и другие личиночные структуры. Гусеницы некоторых видов вооружены жгучими волосками или щетинками. На их острых вершинах открываются протоки ядовитых кожных желез, секрет которых при впрыскивании в тело врага вызывает раздражение его покровов. Специальные железы у личинок из различных семейств смачивают поверхность тела жидкостью, оказывающей скорее всего репеллентное действие на основных опасных для этих видов хищников. Некоторые гусеницы, если их потревожить, начинают сильно извиваться, другие сворачиваются тугим клубком или притворяются мертвыми. Во многих случаях они в момент опасности камнем падают с веток и повисают на шелковых нитях, выделяемых во время падения. Чтобы вернуться назад, гусеница поднимается по шелковинке, перебирая ее ротовыми придатками и передними грудными ногами. У личинок многих бражников восьмой брюшной сегмент несет на спине крупные выросты в виде рогов. Потревоженная гусеница резким движением направляет их на врага. У многих личинок эффективной защитой от паразитов и хищников служат густо покрывающие тело длинные более или менее колючие волоски.

Защитные приспособления куколок. Стадия куколки у ночных бабочек характеризуется рядом признаков, увеличивающих шансы на выживание. Куколки, покоящиеся в почве, отличаются неприметной, сливающейся с фоном окраской. Шелковые коконы, сплетаемые большинством ночных бабочек, служат эффективным приспособлением, защищающим от хищников и паразитов. У хорошо известного тутового шелкопряда они трехслойные. Наружный слой рыхлый, средний плотный, а внутренний пленчатый. Такая конструкция делает почти неуязвимой находящуюся внутри беззащитную куколку.

Защитная окраска. Гусеницы и имаго ночных бабочек широко пользуются покровительственной (криптической) и предупреждающей (отпугивающей) окраской. Последняя привлекает внимание хищников и соответственно демонстрируется видами, которые обладают каким-то мощным защитным средством. Ярко окрашены, например, многие гусеницы с неприятным вкусом, обусловленным секретом специальных желез, или покрытые жгучими волосками. Криптическая окраска, позволяющая сливаться с фоном, развита у личинок некоторых видов просто фантастически. Если гусеница находит корм на хвойном дереве, она может по цвету и форме практически не отличаться от окружающих ее иголок или чешуек. У других видов личинки не только напоминают своим обликом мелкие сучки, но и приподнимаются на ветвях в момент опасности так, чтобы еще более подчеркнуть это сходство. Такой механизм свойствен, например, пяденицам и некоторым ленточницам.

Криптическую окраску у имаго ночных бабочек можно проиллюстрировать огромным числом примеров. Отдыхающие особи некоторых видов из далеких друг от друга семейств напоминают кучки птичьего помета, другие прекрасно сливаются с гранитными скалами, корой, листьями или цветками, на которые обычно садятся. Ленточницы демонстрируют на лету яркую предупреждающую окраску задних крыльев, но почти неразличимы в покое, поскольку криптический узор сложенных на спине передних крыльев прекрасно маскирует насекомое на камнях или древесных стволах. Крылья многих ночных бабочек несут пятна, очень похожие на широко открытые глаза крупных хищников. Это отпугивает врагов, которые стараются не рисковать, выясняя истинные размеры «смотрящего» на них животного.

Индустриальный меланизм – один из интереснейших феноменов, уже многие годы привлекающий внимание биологов к ночным бабочкам. В популяциях на фоне нормально окрашенных насекомых часто присутствует какой-то небольшой процент более темных особей (меланистов). Образование пигментов у них идет не так, как у прочих, из-за генной мутации, т.е. передается по наследству. Отмечено, что за последнее столетие доля меланизированных форм в популяциях некоторых видов ночных бабочек значительно возросла, причем произошло это в промышленных районах, главным образом в Европе. Зачастую темные бабочки почти полностью вытесняют светлых, считавшихся ранее видовой нормой. Очевидно, речь идет о каком-то быстро развивающемся эволюционном процессе.

Изучение видов с индустриальным меланизмом показало следующее. Вероятность выживания «нормальных», т.е. светлых, форм в сельской местности выше, чем у меланистов, поскольку именно нормальная окраска является криптической в данном типе среды. Правда, у темных бабочек есть физиологическое преимущество – они выживают в условиях алиментарного дефицита (недостаточности каких-то компонентов питания), летального для их светлых собратьев, но, очевидно, с опасностью нападения хищников насекомые сталкиваются чаще, чем с неполноценным рационом, поэтому меланисты не только не вытесняют нормальных особей, но и остаются в меньшинстве. В промышленных районах многие объекты, на которые обычно садятся бабочки, покрыты сажей, и темная окраска здесь лучше маскирует от врагов, чем нормальная светлая. Кроме того, в условиях, когда кормовые растения страдают от загрязнения, особое значение приобретают пониженные требования меланистов к качеству пищи. В результате они вытесняют нормальных бабочек в индустриальной среде, а если опасность алиментарного дефицита становится важнее нападений хищников, резко повышают свое присутствие и в сельской местности. Таким образом, подтверждается фундаментальное положение современной эволюционной теории: гены, дающие организму какое-либо преимущество, распространяются в популяции, если не приводят одновременно к появлению снижающих приспособленность признаков. Интересно отметить, что меланистическая окраска, распространившаяся среди бабочек в промышленных и соседних с ними сельских районах, наследуется как доминантный признак. Феномен индустриального меланизма еще требует дальнейшего изучения. Являясь прекрасным примером очень быстро идущего на наших глазах эволюционного процесса, он дает возможность глубже понять некоторые основополагающие его механизмы.