Размещено на http://www.allbest.ru

Жизненный цикл насекомых и размножение

Насекомые являются первично яйцекладущими животными; у немногих видов известно яйцеживорождение. После завершения развития в яйце (эмбриогенеза) происходит вылупление. С этого момента насекомое вступает во второй этап своего развития -- фазу личинки, с которой и начинается послезародышевый период. Постэмбриональное развитие состоит в росте тела личинки, что сопровождается периодическими линьками -- сбрасыванием старой кутикулы. В конце концов, происходит превращение во взрослое насекомое -- имаго. У одних насекомых это происходит с последней линькой личинки, у других -- посредством особой фазы развития, называемой куколкой. Говорят, что насекомые имеют разный метаморфоз. Личинки насекомых весьма разнообразны, но могут быть сведены к 2 основным типам -- сходным со взрослой особью и несходным; первые назваются нимфами, вторые -- истинными личинками. Нимфы сходны со взрослой стадией как морфологически, так и биологически: они живут обычно в той же среде, что и имаго, и сходно питаются. Истинные личинки резко отличаются от взрослых особей внешним видом, средой обитания и пищей. Именно таким личинкам для превращения во взрослое насекомое требуется стадия куколки.

Имаго является заключительной стадией жизненного цикла, но далеко не всегда переход в эту стадию завершает развитие особи; это наблюдается лишь в немногих случаях, когда насекомое сразу по достижении состояния имаго является вполне половозрелым и способным к размножению (подёнки, шелкопряды и др.). Биологические функции (питание, расселение и размножение) распределяются между личинкой и имаго различным образом, при этом функция размножения почти всегда принадлежит имаго (кроме случаев неотении).

Весь жизненный цикл, называемый генерацией, протекает у разных видов в течение неодинакового времени. Многие виды имеют короткую продолжительность генерации дают одну, две или три генерации в один год и называются, соотвественно, одно-, дву- и трехгенерационными. У других одна генерация продолжается много лет (так, у черного таракана развитие длится 4 года, а у семнадцатилетней цикады -- соответственно, 17 лет!). Другой существенной стороной жизненного цикла видов является время протекания в природе тех или иных фаз развития. Так, зимовка видов, обитающих в умеренном поясе может проходить на стадии яйца, личинки, куколки либо имаго; соотвественно этому меняется время протекания других фаз в течение вегетационного периода. Следовательно, виды могут отличаться друг от друга не только количеством генераций в году, но и временем протекания отдельных стадий развития, то есть годичным циклом.

Иногда годичный цикл осложняется задержкой развития той или иной фазы -- диапаузой, сопровождающейся понижением обмена веществ и прекращением питания. Внешне создается впечатление остановки развития. Диапауза контролируется как внешними (температура, длина светового дня и др.), так и внутренними (гормональными) факторами, являясь одной из форм приспособления насекомых к жизни в странах с резкими сезонными изменениями климата. Многие диапазирующие насекомые при вынужденном развитии без диапаузы (например, в лабораторных условиях) испытывают нарушения онтогенеза или погибают.

Жизненные циклы с частичным метаморфозом

Примерами насекомых с частичным метаморфозом являются отряды, к которым относятся поденки, стрекозы, сверчки, кузнечики, клопы и многие другие насекомые. У некоторых из них личинки довольно похожи на взрослую особь, но есть и такие, у которых внешние различия личинок и взрослых очень велики. Сходство стадий жизненного цикла зависит от сходства их среды обитания: обитающие в одинаковых условиях и выглядят почти одинаково, а вот если взрослые живут на суше, а личинки, например, -- в воде, тогда они внешне совсем непохожи.У большинства видов в целях успешного оплодотворения тело вытягивается в продольном направлении.

Насекомые с частичным метаморфозом, как и все другие, откладывают яйца. Они могут иметь потрясающее разнообразие цветов, форм и размеров в зависимости от вида насекомого и откладываться в единственном экземпляре или целыми кладками. Оболочка яиц плотная, но она пропускает воздух. Внутри находится запас питательных веществ, обеспечивающий развитие эмбриона. цикл жизненный насекомое метаморфоз партеногенетический

Насекомые часто откладывают яйца в укромном месте. Например, одни виды кузнечиков откладывают их в землю, другие же с помощью своих длинных яйцекладов откладывают яйца в стебли растений. Некоторые насекомые, например, хищные богомолы, сделали еще один шаг по этому пути и откладывают свои яйца внутрь яйцевых капсул под названием “оотеки”, которые после этого затвердевают.

Понятие “личинка” применяется к неполовозрелой стадии насекомого, выходящей из яйца и развивающейся у насекомых с частичным метаморфозом. У личинок, как правило, обнаруживаются зачатки крыльев, которые увеличиваются от линьки к линьке. Личинки стрекоз вследствие своего водного образа жизни отличаются от взрослых особей прежде всего наличием жабр. Наземные личинки, например, у кузнечиков, приближаются к взрослой стадии постепенно, с каждой последующей линькой. У них, однако, отсутствуют функциональные крылья и сформированные органы размножения. Стадию куколки насекомые с частичным метаморфозом не проходят. Вместо этого по окончании последней личиночной линьки на свет выходит взрослое насекомое.

Жизненные циклы с полным метаморфозом

Насекомые, жизненный цикл которых претерпевает полный метаморфоз, присутствуют в наиболее высокоразвитых отрядах,

Случаи родительской заботы редки среди насекомых. Бывают, однако, исключения, например, самец водяного клопа белостоматиды, заботливо несущего на спине яйца.

После двухнедельного периода развития личинки мексиканской божьей коровки выклевываются из яиц. Вслед за этим они, как это обычно для личинок насекомых, поедают, хотя бы частично, оболочку своих яиц.

Яйца богомола (Mantis) защищены жестким футляром под названием оотека. После благополучного развития внутри яйца молодые богомолы выклевываются сначала из яйца, а потом из оотеки, включая сетчатокрылых, бабочек, молей, ручейников, настоящих мух, пчел, ос и жуков. Во всех случаях все четыре стадии жизненного цикла -- яйцо, личинка, куколка и взрослая особь -- по внешнему виду резко отличаются друг от друга.

Вслед за спариванием и успешным оплодотворением насекомые с полным метаморфозом, как и все другие насекомые, откладывают яйца. Они бывают всех форм и размеров, но остаются самой мелкой стадией жизненного цикла. Большинство видов насекомых откладывает от 20 до 100 яиц, и их количество зависит от вида.

Термином “личинка” обозначается неполовозрелая стадия вылупившихся из яиц насекомых с полным метаморфозом. Обычно она на этой стадии совершенно непохожа на взрослое насекомое и часто имеет червеобразную и сегментированную форму.

Почти у всех личинок насекомых хорошо развит головной отдел с мощными челюстями. Ведь главная цель их жизни -- питаться и расти. Ноги, если они есть, расположены на первых трех сегментах тела. У гусениц бабочек и молей и личинок пилильщиков наблюдается ряд присосковидных ложных ножек.

Так как гусеницы и личинки в целом мягкотелые и из-за этого уязвимы, обычно они прячутся от хищников. Некоторые из них обнаруживают хорошие способности к маскировке, другие зарываются в землю или внедряются в кору деревьев, третьи сооружают защитные домики. Родительская забота в мире насекомых явление относительно редкое, за исключением общественных видов -- ос, пчел и муравьев.

Скованность экзоскелетом, хотя и довольно мягким в данном случае, означает, что личинки должны линять, чтобы расти. Периоды от одной линьки до другой называются “межлиньками”. Хотя после каждой из них личинка может изменять цвет и раскраску, все эти периоды являются вариантами одной стадии -- личинки и ничем другим.

По окончании последней межлиньки мягкотелая активная личинка линяет и превращается в неактивную куколку, заключенную в жесткий футляр. Часто перед окукливанием личинка находит себе укромное место. Многие виды на этот период зарываются в подстилку или сооружают домики из листьев или коры.

На футляре куколки уже прорисовывается ряд признаков взрослой особи. В куколке бабочки, например, это хорошо развитая голова со сложными глазами, хоботком и ясно очерченными антеннами, крыльями и ногами.

Хотя в виде куколки насекомое выглядит неподвижным, было бы ошибкой считать эту стадию периодом настоящего покоя в жизненном цикле. Внутри футляра куколки идет мощная реорганизация всех органов тела. Свойства личиночной стадии угасают, и появляются свойства взрослой особи.

Сразу после выхода из куколки крылья у бабочек и молей мягкие и помятые.

Яйцеживорождение

Партеногенетически размножающиеся самки у большинства тлей яиц не откладывают, а рождают живых детенышей. Правда, это не настоящее живорождение. При настоящем живорождении (у млекопитающих, а также у скорпионов, перипатов) зародыш развивается за счет веществ, постепенно поступающих из организма матери. А у тлей наблюдается яйцеживорождение: партеногенетическая тля яиц не откладывает, а маленькая тля развивается из яйца за счет желтка, но только развитие протекает в организме матери. Бывают тли, весь цикл развития которых протекает на одном виде растений (одноядные тли), бывают и такие, которые развиваются на разных видах растений (многоядные тли). Среди многоядных есть такие, для которых смена видов растений не обязательна, но у многих видов тлей происходит обязательная смена кормовых растений -- это мигрирующие тли. В последнем случае тот вид растения, на котором перезимовывают яйца, называется основным кормовым растением. Вышедшие из яиц партеногенетические бескрылые самки называются основательницами. Иногда несколько бескрылых поколений потомства основательницы остается на том же растении, и лишь впоследствии среди них появляются крылатые тли (тоже партеногенетические самки), а иногда уже и первое поколение состоит из партеногенетических самок, перелетающих на другие растения. Это так называемые расселительницы. Переселяясь на новые кормовые растения, самки-эмигранты рождают бескрылых потомков, образующих новые колонии. Затем в потомстве бескрылых появляются снова крылатые особи, способные к дальнейшему расселению. Поколения тлей, развивающихся на дополнительных видах кормовых растений, т. е. на тех, на которые перекочевали расселительницы, называются переселенцами. За лето многие тли дают несколько поколений. К осени среди переселенцев появляются так называемые полоноски, которые рождают самцов и самок. Оплодотворенные самки перелетают на те виды растений, на которых весной бывают основательницы, и откладывают зимующие, покрытые плотной оболочкой яйца. Такой тип смены поколений у тлей очень обычен, но бывают и другие циклы. Разбор конкретных примеров может это хорошо иллюстрировать. Так как у тлей развивается несколько поколений в году, они размножаются с поразительной быстротой. Подсчитано, что в тех субтропиках, где около 300 теплых дней в году, потомство одной тли вырастает в 1013 раз!

У скорпионов отдельные виды откладывают яйца (яйцеживорождение). У некоторых видов зародыш развивается в яйцевых оболочках. При недостатке желтка, зародыш выходит в просвет яичника. Большинство скорпионов - живородящи. В теле матери эмбрионы развиваются длительное время: от нескольких месяцев до года и более. С ростом эмбрионов, происходит вздутие яичника, где помещен зародыш. Он питается выделением железистых придатков яичника.

Половые контакты насекомых

Почти все насекомые двуполы. Создание нового поколения требует успешной встречи и спаривания особей противоположного пола. Между самками и самцами часто наблюдаются резкие внешние различия, получившие название полового диморфизма.

У большинства видов насекомых самец отыскивает самку. Среди дневных насекомых, где самцы и самки выглядят совершенно по-разному, самец может использовать как зрительные (цвет и рисунок крыльев), так и поведенческие сигналы. У многих других насекомых самки выделяют химические вещества (феромоны), привлекающие самца. . Ночные насекомые часто используют те же методы, но со своей спецификой, -- у различных видов светляков самки для привлечения самцов посылают световые сигналы. Функция биолюминесценции также, в основном, тем или иным образом связана с привлечением противоположного пола в период спаривания.

Повстречавшись, самец и самка обычно проходят через короткий период ухаживания. Это помогает убедиться, что оба они действительно представители одного и того же вида и оба, особенно самка, готовы к спариванию. У некоторых примитивных видов самец откладывает сперму в наружный пакет, называемый сперматофором, который потом самка самостоятельно использует, чтобы оплодотворить свои яйца. Более высоко организованные насекомые спариваются, соединяя кончики брюшных отделов для переноса спермы. Большинство видов способны запасать сперму внутри тела самки, и яйца оплодотворяются порциями по мере вымета кладок. После спаривания самец и самка обычно разделяются, хотя у некоторых насекомых спаривание может продолжаться непрерывно, до тех пор, пока самка не отложит яйца.

У некоторых насекомых самки могут производить жизнеспособное потомство без участия самцов. Этот процесс называется партеногенезом. Например, все лето тли производят потомство поколение за поколением именно этим методом. Большинство деток без крыльев, но некоторые крылаты и могут путешествовать. Тем не менее в конце сезона из кладки выводятся самцы и самки. Они спариваются, как и все нормальные насекомые, и откладывают оплодотворенные яйца, которые за зиму созревают и следующей весной дают новых тлей.

Размещено на Allbest.ru