3 типа куколок. Жизненный цикл бабочек (метаморфоз): развитие бабочки. Липкое вещество, применяемое для фиксации насекомых в феромонных и цветовых ловушках, для клеевых колец, накладываемых на штамбы и скелетные ветви
Насекомые — удивительные создания. Некоторые из них поражают своей красотой, другие пугают одним только видом, третьи могут быть полезны человеку, а четвёртые представляют для него опасность. Не важно, вредит ли маленькое создание, или спокойно ползает по земле, никак не влияя на жизнедеятельность людей: некоторые виды «букашек» размножаются по-особенному. У каких насекомых есть куколка?
Что такое куколка?
Куколка - не что иное, как этап развития определённой особи, свойственный насекомым, предрасположенным к Во время нахождения в этом состоянии у насекомого происходит полное изменение органов и тканей, принадлежащих личинке, в структуры взрослой особи. Как правило, куколки неподвижны, они не изменяются в размере и не употребляют пищу.
Завершив процесс роста, личинка перестаёт питаться, переходит к малоподвижному образу жизни, в последний раз сбрасывает кожу и только потом обращается в куколку. Внешний вид куколки не позволяет назвать её взрослой особью, однако она уже обзаводится перечнем признаков, позволяющих сравнить её с превратившимся насекомым. У большинства перед тем как превратится в куколку, заворачивается в кокон. Материалом для его создания выступает, как правило, шёлк. Коконы некоторых видов бабочек отбирают для создания тканей, таких как шёлк и чесуча. У каких насекомых есть куколка? Список их достаточно обширен: упомянутые бабочки, богомолы, шершни, осы, майские жуки, комнатные мухи, муравьи и прочие. Расскажем подробнее о некоторых представителях этой группы.
Бабочка
Отвечая на вопрос о том, какие насекомые имеют куколки, стоит обратить внимание на бабочек. Сразу же после образования куколка этого насекомого остаётся открыта: её маленькие ножки и крылышки прилегают к телу очень слабо, их легко можно отогнуть.
Однако мягкая наружная оболочка достаточно быстро затвердевает, конечности крепко приклеиваются к туловищу специальной жидкостью. При поверхностном осмотре куколка очень похожа на гусеницу, но если проявить внимательность, можно заметить некоторые черты взрослой бабочки: задатки крыльев, набросок головы, брюшка, хоботка и усиков. Прочная оболочка куколки, как правило, лишена волосяного покрова, однако у некоторых видов бабочек всё же встречаются особи, украшенные их небольшим количеством.
У каких насекомых есть куколка, помимо бабочки?
Комнатная муха
Самка за один раз способна отложить до 120 яиц, а за всю жизнь это число возрастает до двух тысяч, если окружающая среда оказывается благоприятной. Яйцо развивается полностью в течение 8-50 часов. Комнатная муха — насекомое, предрасположенное к полному превращению. Её личинки достигают в длину тринадцати миллиметров, не имеют ног, форма со стороны рта заострена, кончик усечён. Проживают в испражнениях, а также в иных гниющих веществах, обладающих полужидкой структурой.
Приблизительно через две недели личинка завершает последнею линьку и отползает в укромное место, где превращается в куколку. Данная фаза жизни комнатной мухи продолжается около трёх дней. Взрослая особь живёт до месяца, но при благоприятных условиях этот срок может увеличиться вдвое. По истечении полутора суток после завершения превращения муха способна размножаться.
Кроме мухи, у каких насекомых есть куколка? Их достаточно.
Муравей
В поисках информации о том, у каких насекомых есть куколка, можно столкнуться с муравьями. Их жизнь начинается с появлением яйца, из которого очень быстро появляются личинки.
Сама по себе она практически не передвигается, за ней ухаживают рабочие особи: кормят, переносят в специальные «комнаты». Пройдя все личиночные стадии, будущий муравей окукливается. Насекомое не способно самостоятельно избавиться от оболочки, покрывающей куколку, поэтому взрослые особи помогают ему окончательно появиться на свет.
Жизненный цикл бабочек состоит из четырех стадий: яйцо, личинка, куколка и взрослая особь. Бабочки - это насекомые с так называемым полным циклом превращений, так как личинка полностью отличается от взрослой особи. Переход от одной стадии к другой или превращение, называется метаморфозом.
Яички - это первая фаза развития насекомых. Яички должны сохраниться в целости и сохранности, поэтому бабочки заботятся об этом, одни откладывают их в почву, другие заливают яички выделениями желёз, которые твердеют на воздухе - получается капсула, капсулы обычно маскируют под цвет поверхности. Другой способ состоит в том, что насекомые прикрывают яички волосками или чешуйками, которые соскабливают с брюшка. Самка откладывает яйца порциями, которые могут содержать несколько штук, а могут достигать сотен яиц. В зависимости от вида они располагаются слоями, в линию или кольцом вокруг побега растения, которым будут питаться гусеницы. У некоторых видов самка рассеивает яйца на лету. Развитие эмбриона зависит от климатических условий и может тянуться от нескольких дней до нескольких месяцев, особенно когда насекомое зимует на стадии яйца.
Из яичек появляются личинки - гусеницы
. Они активно питаются, растут и накапливают вещества на следующие превращения. У гусеницы три пары членистых ножек, вооруженных коготками, и несколько (до 5 пар) ложных ножек, снабженных пучками коготков, что позволяет ей хорошо удерживаться на опоре. Гусеницы дневных бабочек очень разнообразны по окраске и внешнему строению. Они имеют грызущий ротовой аппарат и, в большинстве, питаются листьями различных растений. Гусеницы быстро растут. Постепенно наружные покровы (кутикулы) личинки становятся для нее слишком тесны, и их необходимо сменить. Происходит линька, которой предшествует период роста. У большинства личинок их бывает 5 или даже больше, если личинка зимует. Поэтому продолжительность жизни личинки может достигать от нескольких недель до нескольких месяцев, а у древоточцев и до 2-3 лет.
При последней линьке гусеница превращается в куколку
. Окраска и форма тела куколок бабочек не менее разнообразна, чем у гусениц. Куколки бабочек не питаются и не передвигаются, обычно они прикреплены к веткам, листьям, различным предметам (так называемые «подпоясанные» и «висячие» куколки), либо свободно лежат на почве - среди опавших листьев и в почвенной подстилке. Продолжительность стадии развития куколки может варьировать от нескольких недель (у некоторых тропических видов) до девяти месяцев и более (у обитающих в умеренном климате, где зимы долгие). Во время этого периода органы и ткани изменяются и приобретают черты, свойственные взрослым особям, формируются крылья и мышцы.
Из куколки выводится бабочка. Взрослая бабочка (имаго)
быстро достигает половой зрелости и через несколько дней готова к размножению. В зависимости от того, как быстро бабочка выполнит это основное предназначение, она живет от нескольких дней до нескольких недель. Исключение составляют зимующие бабочки, которые могут прожить более 10 месяцев.
Насекомое с полным превращением (с метаморфозом) проходит в своём развитии четыре стадии: яйцо - личинка - куколка - взрослое насекомое (имаго) .
Обрати внимание!
Отряды насекомых с полным превращением: бабочки (чешуекрылые), жуки (жесткокрылые), двукрылые, перепончатокрылые, блохи.
Большинству видов насекомых свойственно развитие с полным превращением. У насекомых с полным превращением (бабочек, жуков, мух, ос, муравьев) личинки совсем непохожи на взрослых особей. У них отсутствуют сложные глаза (есть только простые глазки, или органы зрения совсем отсутствуют) часто отсутствуют усики, нет крыльев; тело чаще всего червеобразное (например, гусеницы бабочек).
У насекомых с полным превращением личинки часто обитают совсем в других местах и питаются иной пищей, чем взрослые насекомые. Это исключает конкуренцию между разными стадиями одних и тех же видов.
Личинки насекомых с полным превращением несколько раз линяют, растут и, достигнув предельных размеров, превращаются в куколку . Куколка обычно неподвижная. Из куколки выходит взрослое насекомое.
Посмотри видео, которое демонстрирует выход бабочки Монарха из куколки
Отряд Бабочки, или Чешуекрылые
Бабочки отличаются от других насекомых в основном двумя признаками: чешуйчатым покровом крыльев и сосущим ротовым аппаратом , свёрнутым спиралью.
Бабочек назвают Чешуекрылыми потому, что на крыльях у них находятся мелкие хитиновые чешуйки . Они преломляют падающий свет, создавая причудливую игру цветов.
Окраска крыльев бабочек помогает им узнавать друг друга, маскирует в траве и на коре деревьев или предупреждает врагов, что бабочка несъедобна.
Ротовой аппарат у бабочек сосущий - это свернутый в спираль хоботок. Питаются бабочки нектаром цветков.
У личинок бабочек (гусениц) грызущий ротовой аппарат, они питаются тканями растений (чаще всего).
При окукливании гусеницы некоторых бабочек выделяют шёлковые нити. Шёлковая нить выделяется особой шёлкоотделительной железой, расположенной на нижней губе гусеницы.
Отряд Жуки, или Жесткокрылые
У представителей этой группы плотные жесткие надкрылья, прикрывающие вторую пару кожистых крыльев, при помощи которых они летают. Ротовой аппарат грызущий.
Среди жуков много растительноядных, есть хищники и падалееды.
Жуки живут в наземно-воздушной среде (на растениях, поверхности земли, в почве) и в воде.
Личинки жуков бывают и очень подвижными хищниками, живущими открыто, и малоподвижными, похожими на червей, живущими в укрытиях и питающимися растениями, грибами, иногда разлагающимися остатками организмов.
Отряд Двукрылые
Эти насекомые имеют только одну пару крыльев. Вторая пара сильно редуцирована и служит для стабилизации полета. К этой группе относятся комары и мухи. Они обладают колюще-сосущим или лижущим ротовым аппаратом. Некоторые двукрылые питаются пыльцой и нектаром цветков (мухи-сирфиды), есть хищники (ктыри) и кровососы (комары, мокрецы, мошки, слепни). Их личинки обитают в разлагающихся остатках выгребных ям, компостов (комнатные мухи), в воде (комары и мошки) или ведут бродячий образ жизни и охотятся на мелких насекомых.
Отряд Перепончатокрылые
Группа включает таких хорошо известных насекомых, как шмели, осы, пчёлы, муравьи, пилильщики, наездники. У них имеется по две пары перепончатых крыльев (у некоторых крылья отсутствуют).
Фаза личинки – сразу после выхода из яйца. Вначале светлая, после отрождения личинка бесцветная, имеет мягкие покровы. У открыто живущих насекомых личинка быстро темнеет и твердеет. После переваривания остатков эмбрионального желтка и вывода экскрементов, личинка вступает в пору усиленного питания, роста и развития. Рост и развитие сопровождаются у них периодическими линьками. Число линек неодинаково 3 (мухи), 4-5 (клопы), 25-30 (подёнки).
После каждой линьки личинка вступает в следующую стадию, или возраст , следовательно, линьки разделяют между собой возраста личинок. В соответствии с числом линек находится и число личиночных возрастов.
Личинки бывают 2 типов:
а) имагообразные, или нимфы (насекомые с неполным превращением). Как форма таких личинок – наяды (личинки, имеющие жабры, живут в воде – стрекозы, подёнки, веснянки);
б) истинные (насекомые с полным превращением). Классифицируются по (слайд 7) :
1) внешнему виду :
Камподеовидные (подвижные, темноокрашенные с плотными покровами и с 3 парами грудных ног, хорошо обособленной прогнатической головой – жужелицы, плавунцы, златоглазки);
Червеобразные (малоподвижные, светлоокрашенные, лишены брюшных ног.
Эруковидные, или гусеницеобразные (имеют хорошо обособленную головную капсулу, 3 пары грудных ног, 2-8 пар брюшных).
2) количеству ног :
- полиподные (гусеницеобразные);
- олигоподные (брюшные ноги отсутствуют – камподео-видные и скарабеоидные);
- аподные (безногие);
- протоподные (без ног, недоразвиты ротовой апарат и сегментация брюшка).
Фаза куколки. Эта фаза развития метаморфоза свойственна только насекомым с полным циклом. Особенность куколки – неспособность питаться и очень часто пребывание в неподвижном состоянии. Она живёт за счёт запасов накопленных личинкой, и часто рассматривается как фаза покоя.
В фазе куколки происходит гистолиз и гистогенез.
Гистолиз – распад внутренних органов личинки, который сопровождается проникновением и внедрением в ткани кровяных телец – гемоцитов. Гемоциты функционируют как пожиратели клетки, повышенная активность которых приводит к разрушению и поглощению вещества тканей. Гистолиз захватывает мышечную систему, поэтому предкуколка становится неподвижной, оказывает влияние на пищеварительную систему, но не затрагивает нервную и половую систему, а также спинной сосуд.
Гистогенез – процесс создания тканей и органов имагинанальной жизни. Источником для образования этих новых тканей и органов служат продукты гистолиза. Гистогенез охватывает мышечную и пищеварительную систему, перестраивая их для новых, имагинальных функций. Мышечная система перестраивается для новых форм движения для полёта, пищеварительная система – для новых видов пищи.
При гистогенезе – основную роль играют имагинальные зачатки – группы гиподермальных клеток, из которых возникают те или иные ткани и органы.
Гормон линьки - экзидон, необходимый для нормального развития личинок.
Существуют следующие типы куколок (слайд 8) :
а) открытые (свободные, лишь прижатые к телу имагинальные придатки (усики, ноги, крылья), характерны для жуков). Поразделяются на:
- куколки с подвижными жвалами (используют подвижные верхние челюсти для выхода из кокона, и сами могут совершать движения – сетчатокрылые, ручейники, зубатые моли).
- куколки с неподвижными жвалами (жуки, перепончатокрылые, веерокрылые, многие двукрылые).
б) покрытые (имеют тесно прижатые и спаянные с телом имагинальные придатки вследствие того, что при последней линьке личинка выделяет секрет, который при затвердевании покрывает куколку твёрдой оболочкой – бабочки, божьи коровки).
в) скрытые куколки (покрыты затвердевшей не сброшенной личиночной шкуркой, которая играет роль оболочки или ложнококона – пупарий (мухи)).
Перед окукливанием некоторые личинки окружают себя коконом (шёлк, паутина). Иногда место окукливания - стебли растений, земляная колыбелька, открытое окукливание.
Взрослое насекомое
Во взрослой фазе насекомые не совершают линек и не способны к росту. Исключение составляют подёнки, подуры. Биологическая функция взрослой фазы состоит в расселении и размножении.
Расселение взрослых насекомых совершается как путём активного, так и пассивного перелёта. Активные перелёты свойственны обычно крупным насекомым и наблюдается у ряда видов стрекоз, саранчовых, бабочек, жуков и имеют массовый характер. Пассивные перелёты свойственны для тлей, мух.
Переход в имаго сопровождается внешними изменениями окраски тела, увеличением у самки размеров брюшка, вследствие развития яичников, наполненных яйцами – у оплодотворённых самок термитов и муравьёв – сбрасыванием крыльев, неполовозрелая саранча – розовая, половозрелая – ярко-жёлтая.
Половой диморфизм различия между мужскими и женскими особями по ряду внешних, вторично половых признаков – по форме и размерам усиков, величине тела, различных деталях строения (жук носорог, жук олень). Самцы более подвижны, ведут более открытый образ жизни.
Полиморфизм – существование насекомых, внешне различающихся форм одного и того же вида – (муравьи, пчёлы, термиты, самцы, самки, рабочие, солдаты). Половой полиморфизм контролируется внутри семьи и не зависит от воздействия внешних факторов.
Экологический полиморфизм возникает под воздействием внешней среды (длиннокрылые, короткокрылые, бескрылые клопы).
Дополнительное питание. Способность к размножению появляется у одних насекомых вскоре после окрыления, а у других через более или менее продолжительное время. Происходит это вследствие неодинаковой половозрелости окрылившихся особей. Некоторые насекомые после превращения в имаго имеют созревшие половые продукты и способны к спариванию и яйцекладке, не нуждаясь в дополнительном питании (гессенская муха, долгоножки, шелкопряды, коконопряды). Имаго часто неспособно питаться, однако в большинстве случаев окрылившиеся особи неполовозрелы, нуждаются в продолжительном питании и только после этого созревают для размножения. Питание в имагинальной фазе, необходимое для созревания половых продуктов, называется дополнительным. Оно может быть 5-10 дней и более. Дополнительное питание характерно для насекомых зимующих в фазе имаго, т.к. они при зимовке теряют питательный резерв жирового тела. Поэтому возникает опасность ранней весной в сильной повреждённости растений (колорадский жук, льняная блошка, клубеньковый долгоносик, майские хрущи, клопы остроголовые). Комары весной дополнительно питаются кровью.
Дополнительное питание может быть и необязательным у насекомых, которые зимовали в фазе имаго. Когда личинки жили в неблагоприятных условиях, недостаточно питались и не находили необходимых резервов, тогда взрослые нуждаются в дополнительном питании. Если жили в благоприятных условиях, то необходимость в дополнительном питании отпадает (луговой мотылёк, озимая совка).
Плодовитость насекомых бывает очень высокой, но не постоянной. Плодовитость определяется 2 факторами:
1) наследственные свойства вида (строение и величина яичников, т.е. его потенциал размножения);
2) воздействие внешней среды.
Озимая совка может отложить до 1200-1800 яиц, луговой мотылёк – 800, хлебный пилильщики – 50. Матка пчёл – 3000 в день, термиты – 30000, но потенциал не всегда реализуется полностью и снижается в зависимости от погодных условий.
Весь цикл развития насекомого, начиная с фазы яйца и кончая взрослой фазой, достигшей половой зрелости, обозначается понятием поколение, или генерация . Продолжительность генерации изменяется в значительных пределах и зависит от 2 основных факторов – наследственности и условий внешней среды. Некоторые виды имеют 2-5 генераций в зависимости от географической широты местности и от воздействия погоды (тля – 10-15 генераций в год). В соответствии с этим различают:
а) моновольтинные (1 генерация в год);
б) поливольтинные (несколько генераций в год);
в) с многолетней генерацией (1 генерация длится 2-5 года).
Приспособление годичного цикла развития к местным климатическим условиям достигается с помощью диапаузы – временной задержки развития.
Диапауза – состояние временного физиологического покоя и возникает в жизненном цикле как специальное приспособление к переживанию неблагоприятных условий в областях с сезонно-периодическим климатом.
Каждый вид имеет 1 диапаузу, которая связана с определённой фазой развития: эмбриональная (саранча, зимняя пяденица, листовёртка); личиночная (златогузка, яблонная плодожорка, луговой мотылёк, озимая совка); куколочная (белянка, капустная совка, капустная и свекловичная мухи). Диапауза может быть: двухлетняя; многолетняя; облигатная; факультативная.
Реактивация - выход из диапаузы (воздействие пониженных и повышенных температур, повышенной влажности или сухости).
Фенология - наука о сроках развития насекомых. Фенологические наблюдения позволяют установить конкретные, ежегодно повторяющиеся явления в жизни насекомых в зависимости от условий среды. Для наглядного изображения годичного жизненного цикла того или иного вида насекомого применяются графические схемы с условными обозначениями отдельных фаз развития. Такие схемы – фенологические календари .
Фаза развития насекомых с полным превращением, в ходе которой осуществляется метаморфоз организации личинки в организацию имаго. В соответствии с глубиной процессов гистолиза и гистогенеза куколка теряет способность к движению и лишь у некоторых нейроптероидных и ручейников, отличающихся неглубоким метаморфозом, сохраняет некоторую подвижность и способность к перемещению.
Различают куколки: свободные (открытые), придатки которых не спаены с телом; покрытые, облечённые кутикулярным чехлом с рельефом не отделённых от тела придатков; скрытые (или пунарии), которые под несброшенной и принявшей форму бочонка кутикулой личинки последнего возраста скрывают типичную свободную куколку. У некоторых насекомых с неполным превращением (червецы - самцы, белокрылки, трипсы) необходимость радикальных преобразований организации нимф в организацию имаго ведёт к развитию покоящихся фаз, сравнимых с куколкой.
а — свободная (ручейника), б — покрытая (бабочки), в и г — соответственно пупарий и заключённая в нём свободная куколка высших двукрылых