Как насекомые размножаются

Содержание

Как размножаются насекомые: гамогенез и партеногенез

Для начала стоит подробно остановиться на том, как размножаются насекомые.

Подавляющему большинству насекомых свойственен гамогенез — способ полового размножения с оплодотворением. Кроме того, в отдельных группах насекомых встречаются и другие способы. Партеногенез — половое размножение без оплодотворения (девственное), при котором самки без участия самцов дают потомство, откладывая яйца или отрождая личинок. Выделяют партеногенез облигатный, свойственный некоторым видам палочников, щитовок, жуков и др.; факультативный, происходящий у отдельных самок или части их потомства; циклический, чередующийся с гамогенезом в поколениях жизненного цикла (тли). Путем партеногенеза могут развиваться только самки (телитокия — в облигатной форме и в большинстве поколений у тлей), только самцы (арренотокия — в факультативной форме у многих ос, пчел, муравьев) и оба пола (амфитокия — в одном поколении у тлей). Полиэмбриония — явление развития не одного, а многих зародышей в яйце, из которого в итоге выходит группа личинок, встречается у некоторых паразитических перепончатокрылых (наездников). Педогенез — личиночное размножение, при котором в теле «материнской» личинки образуются яйца и путем партеногенеза — «дочерние» личинки, выходящие наружу. Обнаружен у некоторых комариков-галлиц. Живорождение, при котором самки не откладывают яйца, а отрождают личинок, встречается в разных группах насекомых. У многих тлей оно сопровождает партеногенез и связано с очень быстрым развитием яиц, завершающимся в яйцеводах самки. У некоторых мух-кровососок личинки длительно развиваются в материнском организме и, отрождаясь, вскоре окукливаются.

Куда насекомые откладывают яйца, их форма и строение

Самки насекомых откладывают яйца в самые разнообразные места, пригодные для дальнейшего развития личинок: на надземные части растений, внутрь органов растений, в растительную подстилку, на поверхность почвы, в почву, в специальных подземных или надземных гнездах, в разлагающиеся органические субстраты, на поверхность или дно водоемов, на водные растения или внутрь их, а также в тело животного-хозяина.

Плодовитость насекомых, т. е. количество яиц, откладываемое самкой в течение жизни, весьма разнообразна. У некоторых видов она невелика — порядка нескольких десятков яиц, у большинства составляет около нескольких сотен, у некоторых равна нескольким тысячам, наконец, у половозрелых самок общественных насекомых достигает порядка миллионов. У некоторых насекомых самки откладывают яйца поодиночно или врассыпную, однако большинство откладывает их группами — яйцекладками. Размеры яйцекладок, в которых происходит развитие яиц насекомых, могут варьировать от нескольких штук до нескольких сотен яиц. Некоторые насекомые имеют строго фиксированную величину яйцекладок, например по 12 яиц у многих клопов щитников, однако у большинства она сильно изменчива. Из особых форм яйцекладок следует отметить оотеки — яйцекладки тараканов в специальных кожистых капсулах, кубышки — почвенные яйцекладки саранчовых, заключенные в плотные земляные капсулы, яйцекладки с войлочным опушением бабочек волнянок, покрытые волосками с брюшка самки.

Как видно на фото, яйца насекомых богаты желтком и покрыты двумя оболочками:

Тонкая внутренняя оболочка яйца — желточная. Более плотная наружная оболочка яйца – хитинизированная и нередко пигментированная (хорион). В результате неполного дробления яйца развивается зародыш, растущий, дифференцирующийся и постепенно поглощающий запасы желтка.

Яйца насекомых очень разнообразны по размерам, форме и окраске. Размеры яиц обычно составляют от десятых долей миллиметра до нескольких миллиметров. По форме яйца бывают овальными (многие жуки, бабочки, мухи), удлиненными (кузнечики и саранчовые), шаровидными (клопы вредные черепашки), полушаровидными (бабочки совки), бочонковидными (клопы щитники), бутылковидными (дневные бабочки), стебельчатыми (златоглазки).

Взрослая стадия развития насекомых: линька личинок

Основные функции личиночной фазы — питание, рост, развитие. Во взрослой стадии развития насекомых личинка — единственная растущая фаза. Ее размеры могут увеличиваться в десятки и сотни раз. Поэтому личинки несколько раз проходят линьку, сбрасывая старую кутикулу в виде личиночной шкурки и одновременно образуя новую. Стадии личинок насекомых между линьками называют личиночными возрастами. Так, из яйца появляется личинка I возраста, после периода роста и первой линьки она превращается в личинку II возраста и т. д. Количество линек и личиночных возрастов, постоянное для каждого вида, в целом у большинства насекомых варьирует в пределах 3-8, однако у стрекоз достигает 15-20, а у поденок — 25-30. Начальные возрасты в развитии личинок нередко называют младшими, последние — старшими. Помимо размеров, личинки разных возрастов различаются пропорциями тела, развитием придатков, иногда окраской. Признаки личинок насекомых на всех стадиях развития весьма разнообразны, по ним разработаны диагностические системы, позволяющие определять виды не менее четко, чем по фазе имаго. У насекомых выделяют четыре основных типа личинок.

Типы личинок насекомых: имагообразные и камподеовидные

Имагообразные личинки, или нимфы, — личинки насекомых с неполным превращением. Они сходны по строению с взрослыми насекомыми: имеют на грудном отделе три пары хорошо развитых ног, фасеточные глаза, ротовой аппарат, подобный аппарату имаго, хорошо развитые антенны. У них есть наружные зачатки крыльев. Обычно личинки насекомых имагообразного типа сходны с имаго также по образу жизни и характеру питания. Вредители с неполным превращением личинки и имаго всегда повреждают растения сходным образом. Некоторое исключение составляют водноживущие личинки стрекоз и поденок, имеющие органы водного дыхания — трахейные жабры. Их иногда называют наядами.

Личинок насекомых с полным превращением, иногда называемых истинными, в целом можно обозначить как неимагообразные. Эти личинки могут иметь различное количество конечностей, развитых слабее, чем у взрослых насекомых; либо они отсутствуют. Личинки лишены фасеточных глаз, органами зрения служат простые глазки. У них отсутствуют наружные зачатки крыльев, антенны короткие или неразвитые, ротовой аппарат, чаще всего грызущий, может быть совершенно иного строения, нежели у имаго. Личинки насекомых с полным превращением могут резко отличаться от имаго по образу жизни и характеру питания. У вредителей с полным превращением вред может наносить либо личинка, либо имаго, либо организм на обеих стадиях развития. У насекомых с полным превращением выделяют три типа личинок.

Камподеовидные личинки (от латинского названия первичнобескрылого насекомого камподея, напоминающего данный тип). Личинки активные, нередко хищные, с развитыми придатками тела. У них хорошо развиты три пары грудных ног, полностью расчлененных, длина их обычно превышает ширину тела.

Посмотрите на фото – у этого типа личинок насекомых сравнительно четко выделены грудной и брюшной отделы, развиты антенны, характерны крупные верхние челюсти:

Покровы обычно пигментированы. Этот тип личинок встречается у некоторых семейств жуков (жужелицы, стафилины, божьи коровки) и у всех сетчатокрылых.

Виды личинок насекомых: червеобразные и гусеницообразные

Червеобразные личинки — очень крупная и неоднородная группа. Тело у них удлиненное, слабо подразделенное на грудной и брюшной отделы. Три пары грудных ног короткие либо отсутствуют. По наличию ног и развитию головы выделяют три формы червеобразных личинок. Личинки с головой и ногами встречаются у ряда семейств отряда жесткокрылых и имеют весьма разнообразную внешность.

Личинки пластинчатоусых (жуки-хрущи и навозники) толстые, С-образно изогнуты; личинки жуков-листоедов заметно выпуклые сверху; личинки жуков-щелкунов и чернотелок (проволочники и ложнопроволочники) длинные, тонкие, цилиндрические, с уплотненными покровами. Личинки с головой и без ног встречаются также у некоторых семейств жесткокрылых (златки, усачи, долгоносики), у большинства групп отряда перепончатокрылых (наездники, осы, пчелы, муравьи) и у части отряда двукрылые (большинство комаров). Личинки без ног и внешне выраженной головы есть только в отряде двукрылые (большинство мух). Головной отдел этих личинок втянут в переднегрудь, головная капсула недоразвита.

Гусеницеобразные личинки имеют удлиненное тело и большое количество коротких ног. В отличие от других личинок насекомых у этого вида помимо трех пар грудных ног развито несколько пар придаточных брюшных ног. Эти короткие нерасчлененные личиночные придатки у взрослых насекомых не проявляются.

Выделяют две формы гусеницеобразных личинок насекомых. Настоящие гусеницы — личинки чешуекрылых — имеют от 2 до 5 пар брюшных ног. Гусеницы большинства бабочек имеют 5 пар ног, расположенных на 3-6-м и 9-м сегментах брюшка. Однако у гусениц некоторых семейств число брюшных ног сокращается до 4 (хохлатки), 3 (совки металловидки) и 2 пар (пяденицы). Ложногусеницы — личинки некоторых семейств пилильщиков, представителей отряда перепончатокрылых. У них развито большее количество брюшных ног — 6-8 пар.

Развитие насекомых в стадии куколки: типы и строение (с фото)

У насекомых с полным превращением личинка, окончив развитие, превращается в куколку. Личинки большинства насекомых окукливаются в почве, иногда — открыто на растениях или внутри них. Куколка насекомых — это покоящаяся стадия развития, однако в ее теле идут интенсивные процессы: распад личиночных органов и тканей и формирование органов и тканей имаго. К концу развития куколка приобретает основные черты строения взрослого насекомого: развитые крылья, ноги, антенны, ротовой аппарат имаго, фасеточные глаза.

Обратите внимание на фото – у куколок насекомых придатки компактно сложены и прижаты к телу:

Тело нередко покрыто дополнительной защитной оболочкой. По этому признаку выделяют три основных типа куколок.

Открытые, или свободные, куколки не имеют оболочки; все придатки тела хорошо различимы, свободны. Наглядно проявляется сходство куколок с имаго. Этот тип куколок встречается у подавляющего большинства жесткокрылых и перепончатокрылых, а также в отряде сетчатокрылых. Очень редко открытые куколки встречаются у чешуекрылых и двукрылых.

Покрытые куколки имеют тонкую кожистую полупрозрачную оболочку, через которую можно различить ноги, крылья, антенны и другие части тела. Оболочка насекомых в стадии куколки образуется выделениями кожных желез личинки в момент окукливания. Этот тип характерен для подавляющего большинства чешуекрылых, части отряда двукрылых, очень редко встречается у жесткокрылых и перепончатокрылых.

Скрытые куколки заключены в плотную непрозрачную оболочку — пупарий, через которую нельзя различить части тела. Эта оболочка представляет собой личиночную шкурку, которая не сбрасывается, как обычно при окукливании, а только отслаивается от тела и служит защитным покровом. Скрытая куколка характерна для большей части двукрылых (большинство мух).

Жизненные циклы моновольтинных и поливольтинных насекомых

Жизненным циклом развития насекомых называется повторяющаяся временная последовательность процессов развития и размножения. Главной мерой жизненного цикла насекомых является поколение, или генерация, — период полного развития от яйца до взрослого половозрелого насекомого. В зависимости от времени развития генерации выделяют три группы насекомых с разными типами жизненных циклов.

Моновольтинными насекомыми называют тех, у которых в год независимо от внешних условий развивается строго одно поколение. Моновольтинные виды часто встречаются среди прямокрылых, клопов, жуков и др. Поливольтинные насекомые способны развиваться в нескольких поколениях за год. Количество поколений определяется биологическими особенностями вида и погодно-климатическими условиями. Для каждого вида характерно определенное, но варьирующее число генераций. Так, колорадский жук обычно дает от 1 до 3 поколений в год, капустная белянка — 2-5, а многие виды тлей — порядка 10-15. Поливольтинные виды часто встречаются среди бабочек, двукрылых и др. Третью группу образуют насекомые с многолетней генерацией, развитие которых занимает более одного года. К ним относятся некоторые жуки, цикады, стрекозы и др. Так, хлебные жуки имеют 2-годичную генерацию, а поколения жуков-щелкунов развиваются за 4-5 лет.

Жизненные циклы тлей

Среди насекомых тли имеют наиболее динамичную и сложную периодичность развития. Тли — одни из рекордсменов по скорости развития; многие из них дают 10-15, а иногда до 25-30 поколений в год. В годичном цикле происходит закономерное чередование типов размножения, морфологических форм, у некоторых видов — кормовых растений. Зимуют обычно яйца, из которых весной отрождаются личинки, развивающиеся в самок-основателъниц. Они путем партеногенеза (размножения без оплодотворения) производят следующее поколение.

У большинства тлей партеногенез сопровождается живорождением. Такое размножение продолжается в последующих поколениях. Большинство видов тлей представлено крылатой и бескрылой формами. В ряде поколений развиваются только бескрылые особи, однако в некоторых появляются также крылатые самки-расселительницы, перелетающие на другие растения. Предпоследнее поколение представлено самками-полоносками, которые путем партеногенеза отрождают обоеполое потомство. В последнем поколении происходит размножение с оплодотворением, после чего самки откладывают яйца, остающиеся на зимовку. По связям с кормовыми растениями виды тлей подразделяют на две группы. У мигрирующих тлей в течение цикла происходит обязательная резкая смена кормовых растений. На растениях — первичных хозяевах — тли зимуют и развиваются в начале сезона. Затем самки-расселительницы перелетают на совершенно другие виды растений — вторичных хозяев, где проходит большая часть цикла. Крылатые особи последнего или предпоследнего поколения возвращаются на первичных хозяев. У немигрирующих тлей все развитие проходит только на одной группе первичных растений-хозяев, без резкой смены кормового объекта.

Цикл развития насекомых – диапауза

Диапауза — состояние глубокого физиологического покоя — является важнейшим приспособлением насекомых к перенесению неблагоприятных условий и служит регулятором жизненного цикла, способствуя развитию определенных фаз в оптимальные для них периоды. В отличие от неглубокого, легко обратимого покоя, например холодового оцепенения, диапауза требует специальной физиологической подготовки и проходит под гормональным контролем.

Большинство насекомых проходит диапаузу в почве, некоторые на растениях или внутри них. Различные формы диапаузы выделяют в нескольких аспектах. По обязательности ее в каждой генерации выделяют облигатную и факультативную диапаузы. Облигатная диапауза проходит на определенной фазе развития каждой генерации независимо от внешних условий. Она определяется наследственно закрепленным механизмом и свойственна моновольтинным насекомым, а также видам с многолетней генерацией, у которых проходит повторно. Факультативная диапауза также проходит на определенной фазе, однако возникает не в каждом поколении и зависит от внешних условий: длины светового дня, температуры, пищи. Факультативная диапауза допускает развитие нескольких генераций в год и свойственна поливольтинным насекомым. У различных насекомых диапауза проходит на разных фазах развития, лучше приспособленных к неблагоприятным условиям. Соответственно фазе развития выделяют четыре типа диапаузы: яйцевую, или эмбриональную (саранчовые, тли, клопы слепняки), личиночную (многие бабочки, некоторые жуки), куколочную (бабочки белянки, некоторые двукрылые) и имагинальную (многие жуки, клопы вредные черепашки и щитники). По сезону прохождения диапаузы выделяют зимнюю, характерную для насекомых умеренных широт, и летнюю, рассчитанную на перенесение жаркого, засушливого периода, более свойственную южным насекомым. У некоторых насекомых существует многолетняя диапауза, проявляющаяся облигатно у некоторых видов или факультативно — у отдельных особей.

2. Размножение и развитие насекомых.

Насекомые – наиболее многочисленная и распространенная группа животных. Количество видов достигает 1,4 млн., т.е. значительно больше, чем всех остальных животных, вместе взятых. На суше насекомые распространены всюду: от Арктики до Антарктиды, высоко в горах, в самых разнообразных наземных биотопах, в изобилии населяют пресные воды. Только в морях насекомые редки и обитают лишь в прибрежной полосе. Многочисленность и широкое распространение насекомых свидетельствуют о том, что эти высшие членистоногие обладают совершенной организацией.

Размножение насекомых.

У насекомых отмечено только половое размножение. Все насекомые, за немногим исключением, раздельнополы. У многих видов хорошо выражен половой диморфизм (так, например, самцы могут отличаться от самок более яркой окраской, крупными размерами, очень сложным строением антенн, наличием разных придатков и т.д.). Высокое развитие нервной системы и совершенные способы передвижения обеспечивают встречу самцов и самок. Оплодотворение у меньшинства видов – наружно-внутреннее, у большинства же – типично внутреннее.

Мужской половой аппарат состоит из двух семенников, двух семяпроводов, переходящих в непарный семяизвергательный канал, и придаточных желез. У насекомых с типично внутренним оплодотворением семя вводится самцом во влагалище самки при помощи специальных совокупительных органов.

Женский половой аппарат состоит из двух яичников, двух яйцеводов, впадающих в непарное влагалище, придаточных желез и семяприемника. У многих насекомых, кроме того, имеются совокупительная сумка и яйцеклад. Яичники образованы яйцевыми трубочками. Передние концы трубочек очень тонкие, по мере передвижения к яйцеводам яйца становятся крупнее и трубочки утолщаются. Совокупительная сумка служит для приема мужского совокупительного органа и открывается во влагалище или самостоятельно наружу. Из сумки сперматозоиды попадают в семяприемник, где у некоторых насекомых могут находиться очень долго (у пчелы до 5 лет). Яйца по мере созревания оплодотворяются сперматозоидами из семяприемника, насекомые откладывают их в почву, на разные предметы, растения, иногда на других животных. Секрет придаточных желез склеивает яйца, объединяет их в группы, служит для прикрепления их к субстратам и т.д. У многих видов имеются специальные яйцеклады, образовавшиеся из рудиментов брюшных ножек, облегчающие помещение яиц на некоторую глубину в почву, в ткань растений, тело других животных и т.д. У некоторых насекомых наблюдается живорождение.

У насекомых довольно часто наблюдается способность к партеногенезу. Общеизвестно, что у пчел часть яиц откладывается неоплодотворенными и что из этих яиц всегда выходят личинки, превращающиеся в самцов-трутней. Каким образом пчела-самка, имея в семяприемнике запас спермы на всю жизнь, откладывает то неоплодотворенные, то оплодотворенные яйца? Оказывается, это происходит механически и определяется иной формой и глубиной трутневых ячеек пчелиных сот. Трутни, развившиеся из неоплодотворенных яиц, отличаются тем, что имеют в своих клетках половинное число хромосом. Поэтому при созревании сперматозоидов редукции не происходит.

Таким образом, из неоплодотворенных яиц развиваются самцы (трутни), а из оплодотворенных – или самки, или рабочие пчелы, при этом личинка развивается в полноценную самку-матку или в рабочую пчелу, в зависимости от качества и обилия корма.

У других насекомых, наблюдается партеногенез с чередованием поколений. Особый интерес в этом отношении представляют тли. Так, например, у черемухово-овсяной тли происходит чередование ряда партеногенетических поколений с обоеполыми, причем это чередование поколений, как и у ряда других тлей, связано с миграцией в течение жизненного цикла с одного растения на другое.

Оплодотворенные яйца черемухово-овсяной тли откладываются самкой осенью на ветки черемухи и зимуют. Из этих яиц весной вылупляются бескрылые самки – основательницы, которые размножаются партеногенетически и производят многочисленное потомство, развивающееся в крылатых самок, так называемых эмигрантов. Эмигранты покидают черемуху и в начале лета перелетают на поля, на хлебные злаки: овес, рожь и др. Здесь крылатые самки-эмигранты снова партеногенетически производят бескрылое поколение самок, также размножающихся партеногенетически и рождающих уже к осени крылатое поколение, состоящее их крылатых самцов и крылатых самок. Крылатые самки-реэмигранты перелетают снова на черемуху, где партеногенетически производят бескрылых самок, которые и оплодотворяются прилетающими сюда самцами и откладывают зимующие оплодотворенные яйца.

Партеногенез известен и у многих других насекомых. Особенно интересен партеногенез у палочников – любопытных насекомых, чаще совсем бескрылых, принадлежащих к небольшому отряду привидениевых. У некоторых видов палочников партеногенез стал единственной формой размножения и самцы у них неизвестны.

В связи с вопросом о чередовании поколений, возникает вопрос о продолжительности жизни сменяющих друг друга поколений (генерация) данного вида насекомых. Продолжительность жизни одной генерации насекомого весьма различна. У тлей в течение одного года сменяется несколько поколений, и продолжительность жизни каждого из них невелика. Также два или больше поколения в год наблюдается у многих других насекомых (мух, комаров и др.). У многих бабочек бывает в год два поколения – весеннее и летнее или летнее и осеннее.

Однако у большинства насекомых имеется одно поколение в год. Многие же насекомые производят одно поколение в течение ряда лет. Так, весь жизненный цикл майского жука (восточного) длится 5 лет, жука-оленя также 4-5 лет, бабочки ивового древоточца – 2 года. Поденки, которых прозвали так за то, что крылатые формы после последней линьки вскоре спариваются, откладывают яйца и погибают, на самом деле живут значительно дольше. У поденок, как и у большинства насекомых с метаморфозом, большая часть жизни проходит в личиночных стадиях. От выхода из яйца молодой личинки до выхода крылатой поденки у некоторых видов проходит 2-3 года. В качестве примера особой продолжительности жизни насекомых можно привести американскую семнадцатилетнюю цикаду, жизненный цикл которой продолжается 17 лет.

Количество яиц, откладываемых самкой в одну кладку, может быть весьма различно. Так, самка таракана откладывает 16 яиц, которые заделываются в особый пакет (из выделений придаточных желез). Этот пакет самка сначала носит с собой, а затем оставляет где-либо в укромном месте. Комнатная муха в одну кладку откладывает до 150 яиц, всего же одна самка откладывает до 600 яиц. Матка медоносной пчелы кладет в день до 1000 яиц и больше, а в течение всей жизни до 1 500 000 яиц. Самки термитов откладывают до 30 000 яиц в день или около 10 000 000 в течение всей своей жизни. Однако такая большая плодовитость одной самки характерна для «общественных» насекомых, у которых имеется самая многочисленная третья каста (кроме самок и самцов) – рабочие особи. Для большинства самок насекомых можно считать в среднем 50-150 яиц в кладке, общее же количество потомства, производимого самкой, зависит не только от числа откладываемых яиц, но и от количества кладок и от продолжительности жизни самки.

Развитие насекомых.

Эмбриональное развитие.

У подавляющего большинства насекомых яйца очень богаты желтком и резко выраженного центролецитального типа. Это значит, что ядро вместе с окружающим его небольшим количеством протоплазмы помещается в середине и окружено большим количеством желтка. Снаружи яйцо одето прочной хитиновой оболочкой – хорионом, под которым находится вторая – желточная оболочка яйца. На анимальном полюсе хорион имеет отверстие – микропиле, через которое в яйцо проникают сперматозоиды. Форма яиц чаще удлиненная, но, в общем, довольно разнообразная.

Дробление яйца у насекомых поверхностное, что типичн6о для центролецитальных яиц. Ядро оплодотворенного яйца, помещающееся в середине яйца, делится неоднократно, и дочерние ядра по протоплазматическим тяжам, соединяющим центральный участок плазмы с ее периферическим слоем, мигрируют на поверхность яйца. В результате поверхность яйца под оболочкой оказывается покрытой одним слоем клеток – бластодермой. Вскоре, однако, можно обнаружить, что на одной стороне яйца, соответствующей брюшной стороне будущего зародыша, клетки бластодермы значительно выше. Этот участок образует так называемую зародышевую полоску. Важно, что зародыш в дальнейшем развивается не из всей бластодермы, а только из зародышевой полоски. Затем середина этой полоски вследствие усиленного деления клеток погружается, как бы впячивается в желток, и вдоль зародышевой полоски появляется бороздка.

Это начало дифференцировки зародышевых листков. В дальнейшем полоска клеток, образующих желобок, отшнуровывается совсем, и над этим зачатком энтомезодермы сомкнется эктодерма зародыша. Затем происходит дальнейший процесс дифференцировки. Существенной особенностью развития яйца насекомого является то, что одновременно с описанным выше процессом бластодерма по всему краю вокруг зародышевой полоски образует складку, растущую со всех сторон к середине зародышевой полоски. В конце концов, растущие навстречу складки сходятся и срастаются, а зародышевая полоска оказывается прикрытой двумя листками клеток. Это – две зародышевые оболочки. Наружная называется серозной оболочкой, внутренняя – амнионом. Между амнионом и зародышем остается полость, содержащая жидкость, — амниотическая полость. В результате зародыш оказывается погруженным в желток и отделенным от внешней среды не только хорионом яйца, но еще и зародышевыми оболочками и амниотической полостью. Гораздо позже, когда зародыш сформируется вплоть до развития зачатков конечностей, он освобождается от зародышевых оболочек, выдвигаясь на поверхность яйца.

В тот период, когда развитие зародыша происходит еще под зародышевыми оболочками, наблюдается дифференцировка энтодермы и мезодермы. Далее начинается сегментация зародышевой полоски. Вместе с тем идет процесс формирования внутренних органов до окончательного образования личинки.

Постэмбриональное развитие.

Развитие насекомого после выхода из оболочек яйца, или постэмбриональное развитие, происходит различно, что является характерным признаком определенных систематических групп насекомых.

У низших первичнобескрылых насекомых из яйца выходят молодые животные, очень похожие на взрослых, но, конечно, меньших размеров. У немногих первичнобескрылых насекомых молодые, вылупившиеся из яйца особи, отличаются от взрослого животного, кроме того, еще неполным числом брюшных сегментов, число которых восполняется при последующих линьках. Таким образом, из яйца выходит животное, как бы еще не закончившее формирование своего тела. Молодую особь первичнобескрылого насекомого трудно назвать личинкой. Это просто еще недоразвитое молодое насекомое. Такой тип постэмбрионального развития, при котором после вылупления из яйца продолжается образование новых сегментов, называют анаморфозом. Развитие большинства первичнобескрылых и всех крылатых насекомых отличается тем, что из яйца выходит молодое насекомое или личинка уже с полным числом сегментов, характерным для взрослого насекомого данного вида. Такой тип постэмбрионального развития насекомого называют эпиморфозом.

Развитие крылатых насекомых в свою очередь, однако, может происходить различно.

  1. Развитие с неполным метаморфозом.

Эта форма постэмбрионального развития свойственна большой группе насекомых, относящихся как к первичнобескрылым, так и к крылатым, представленным в современной фауне значительным количеством отрядов. Сюда относятся многие насекомые, например тараканы, саранча, кузнечики, клопы, термиты и др. У всех этих насекомых из яйца выходит молодое животное, также очень похожее на взрослое насекомое, но в отличие от некоторых первичнобескрылых, имеющее уже полное число брюшных сегментов. При этом молодое насекомое отличается от взрослого только меньшими размерами, недоразвитием полового аппарата и отсутствием крыльев. Впрочем у некоторых групп насекомых зачатки крыльев имеются, а у других появляются после одной из первых линек. Примерами подобного типа развития могут служить тараканы, саранчовые и др. Так, молодые особи саранчи с внешней стороны, за исключением отсутствия крыльев, представляют собой миниатюру «взрослой».

Дальнейшее развитие заключается в росте, развитии и формировании недостающих органов: полового аппарата, крыльев. Это развитие связано с периодическими линьками (от 4-5 до 20 и больше линек в течение жизни у различных видов насекомых). С каждой линькой молодое животное все более и более походит на взрослое животное. Последняя линька ведет к вылуплению взрослой конечной стадии с вполне развитыми крыльями, способной к полету и размножению.

Главное отличие личинки заключается в наличии специальных личиночных органов, не имеющихся или иначе устроенных у взрослых животных. Такие личиночные органы называют провизорными органами в отличие от окончательных, или дефинитивных, органов взрослой стадии.

Если такое определение личиночных стадий считать правильным, то молодые возрастные стадии таракана, саранчи, клопа и т.п. нельзя называть личинками. Они живут в тех же условиях, что и взрослые, и питаются сходно с взрослыми насекомыми. У них нет поэтому провизорных личиночных органов, отсутствующих у взрослого насекомого, а имеющиеся органы функционируют и устроены так же, как и у половозрелой особи. Даже зачатки крыльев появляются на одной из молодых стадий.

Когда развитие происходит так, как описано выше для тараканов, кузнечиков, клопов, тлей и подобных им в этом отношении насекомых, такой тип развития называют развитием с неполным метаморфозом или с гемиметаморфозом, а таких насекомых – Hemimetabola, илиHemimetamorpha.

Несколько особое положение в этом отношении занимают насекомые, принадлежащее к двум наиболее древним отрядам: стрекоз и поденок.

Молодые стадии этих насекомых в большей степени отличаются от взрослой так называемой имагинальной стадии.

Правда, многие органы их устроены сходно, они всегда имеют ясные зачатки крыльев. Но, кроме того, они обладают и некоторыми провизорными органами. Личинки стрекоз живут в воде. В связи с этим они имеют ряд приспособлений к условиям жизни в воде, впоследствии исчезающих. Так, личинки стрекозы – большое коромысло и других стрекоз, кроме передвижения при помощи конечностей, передвигаются, выбрасывая с силой воду из задней кишки, где к тому же расположены и трахейные жабры.

Таким образом, можно сказать, что у стрекоз имеются личиночные стадии, живущие в воде и обладающие провизорными органами. Последняя личиночная стадия отличается от предыдущих, если не по внешнему строению, то по поведению, особенно у стрекоз. Личинки этого последнего возраста очень вялы и малоподвижны (их можно найти в водоеме поздней весной и в начале лета). В это время происходит более серьезная перестройка организации личинки: редукция провизорных органов и формирование имагинальных. Заканчивается это тем, что личинка выбирается на поверхность воды, а затем на прибрежные растения, где и происходит последняя линька. Из личиночных «одежд» выходит крылатая стадия, которая больше не линяет.

Таким образом, у поденок и стрекоз имеется личиночная стадия и превращение в имаго. Поэтому их можно выделить в группу насекомых с полуметаморфозом. От насекомых с полным метаморфозом их отличает меньшая степень различия между личиночной и имагинальной стадиями, а главное – отсутствие стадии куколки.

  1. Развитие с полным метаморфозом.

Второй формой постэмбрионального развития крылатых является развитие с полным метаморфозом, или голометаморфозом. Полный метаморфоз имеет место у большинства насекомых, причем у насекомых, стоящих выше других по своей организации. Развитие с полным метаморфозом характерно для жуков, блох, ручейников, бабочек, мух, комаров, пчел, ос, муравьев и др.

Наличие отчетливо выраженных четырех стадий: яйца, личинки, куколки и имаго – отличает полный метаморфоз от гемиметаморфоза.

Личинки насекомых с полным метаморфозом резко отличаются от имагинальной стадии. Это объясняется тем, что они обычно живут в иных условиях, иначе питаются и поэтому приобрели значительное количество провизорных органов.

У гусениц бабочек червеобразная форма тела ничем не напоминает форму тела имаго. Кроме трех пар коротеньких грудных членистых ножек, имеется еще пять пар брюшных нечленистых ножек, которых нет у имаго. Вместо сосущего ротового аппарата, столь характерного для бабочек, у гусеницы — грызущие ротовые части. На поверхности тела у многих гусениц имеются кожные выросты и волоски, часто обладающие ядовитыми свойствами. Гусеницы бабочек часто имеют особую окраску – или покровительственную, или яркую предостерегающую.

Во внутренней организации гусениц имеются также большие отличия от имаго: прядильные железы гусениц отсутствуют у бабочек имаго, кишечник устроен иначе, брюшная нервная цепочка состоит из большого числа ганглиев. Таким образом, гусеница бабочки обладает значительным количеством особенностей. То же можно сказать и о личинках других насекомых, развивающихся с полным метаморфозом. Внешняя и внутренняя организация личинок различных насекомых теснейшим образом связана с условиями жизни личинок, которые могут быть весьма разнообразны. Гусеницы бабочек чаще всего живут на растениях, поедая части растений. Личинки многих насекомых живут в земле, под корой деревьев, в воде, на различных частях растений: на листьях, в плодах, — в трупах, в навозе и различных отбросах и т.д. Личинки других насекомых воспитываются в гнездах, сотах. Наконец, многие личинки ведут паразитический образ жизни. Различают следующие основные типы строения личинок насекомых с полным метаморфозом.

  1. Личинки более или менее червеобразные, имеющие три пары ног на грудных сегментах, например личинки многих жуков.

  2. Личинки, имеющие, кроме грудных членистых конечностей, еще ложные ножки на брюшке. Это гусеницы бабочек и ложные гусеницы пилильщиков из перепончатокрылых.

  3. Личинки, имеющие ясно дифференцированную голову, но совсем лишенные грудных конечностей. Сюда относятся личинки многих перепончатокрылых (пчелы, муравьи и др.), личинки многих жуков (короеды, долгоносики), личинки комаров.

  4. Личинки без головы и без ног, например личинки мух.

Личиночный период в развитии насекомых составляет по времени обычно большую часть их жизни. В течение личиночной жизни происходит интенсивное питание и рост, сопровождающийся линьками.

Вместе с последней личиночной линькой происходит окукливание.

Однако у некоторых насекомых обнаружено наличие не одной, а двух и больше личиночных стадий. Так, у жука-нарывника, или красноголовой шпанки из яйца выходит очень подвижная личинка с крупной головой, вооруженной сильными мандибулами. Личинка должна для дальнейшего развития найти кубышку (яйцевой кокон) саранчи и проникнуть в нее. Внутри кубышки личинка превращается во вторую личиночную стадию. Она отличается более червеобразной формой и очень короткими конечностями. Личинка живет в кубышке, питаясь яйцами саранчи, затем она выходит из кубышки и, линяя, превращается в следующую стадию – ложнокуколку. Это происходит в конце лета. Ложнокуколка неподвижна, обладает почти рудиментарными конечностями и перезимовывает, а весной превращается в третью личиночную стадию, напоминающую личинок многих жуков. Затем вскоре личинка окукливается.

В этом случае имеет место так называемый гипеморфоз, или избыточный метаморфоз, являющийся приспособлением, связанным со своеобразными, различными на разных стадиях условиями питания личинок.

Стадия куколки весьма характерна для полного метаморфоза. Это непитающаяся и, как правило, неподвижная стадия. Только у некоторых насекомых, например у комаров, куколки сохраняют способность к активному передвижению. В связи с неподвижностью куколок насекомых они различным образом бывают защищены. Окукливание часто происходит в очень укромных местах, как это наблюдается у многих жуков и других насекомых. У других насекомых куколки имеют покровительственную окраску (например, куколки многих бабочек). Наконец, куколки бывают завиты в шелковистые коконы у многих бабочек-шелкопрядов, молей, у муравьев, пилильщиков и других насекомых.

Куколки мух бывают покрыты сверху личиночной кожей. При последней линьке кожа последнего личиночного возраста не сбрасывается, а остается в виде чехла на куколке, образуя ложный кокон у многих мух.

Куколки насекомых, не считая описанных выше защитных приспособлений (кокон, личиночная кожа и т.п.), бывают двух типов:

  1. Свободная куколка, отличающаяся тем, что голова, грудные конечности и крылья, хотя и прижаты к телу, но легко различимы и не склеены застывшими выделениями кожи (куколки жуков, мух, комаров, перепончатокрылых).

  2. Покрытая куколка, куколка бабочек и некоторых других насекомых, у которых все конечности и крылья покрыты особым слоем хитина, выделяющимся при линьке и стягивающим куколку.

В течение куколочного периода происходит формирование органов имаго, причем эти процессы связаны с изменениями, которые начинаются еще на личиночных стадиях. У многих насекомых, в особенности у мух, на личиночных стадиях можно хорошо видеть, что в определенных местах тела и на различных органах возникают группы мелких эмбриональных клеток.

Такие почки или диски из клеток лежат у основания всех конечностей, в тех местах груди, где позже образуются крылья, на различных внутренних органах, например на различных отделах кишечного тракта (на слюнных железах, на передней, средней и задней кишке и т.д.).

Эти диски разрастаются и увеличиваются в размерах к последнему личиночному возрасту. Они представляют собой выпячивание тканей и называются имагинальными дисками.

Из имагинальных дисков затем на стадии куколки развиваются органы взрослого насекомого. Большинство внутренних органов личинки подвергается полному распаду, или гистолизу, в такой степени, что вместо органов получается кашица, используемая в дальнейшем развитии только как питательный материал. Из имагинальных же дисков, согласно месту их расположения, вместо распавшихся личиночных органов развиваются новые имагинальные органы.

Некоторые личиночные органы не подвергаются распаду, и часть клеточного материала этих органов идет на перестройку этих органов (мышцы, нервы). В наибольшей степени сохраняется центральная нервная система и сердце. Кровообращение, хотя и в измененной форме, продолжается и у куколки. Полностью сохраняются и развиваются далее зачатки половых желез. Степень гистолиза внутренних органов в куколочной стадии различна у различных групп насекомых и, по-видимому, в максимальной степени выражена у перепончатокрылых и двукрылых. Таким образом, происходящий у куколки процесс заключается в замене провизорных органов личинки имагинальными органами, развивающимися из имагинальных дисков, и в перестройке остальных органов личинки.

Несомненно, что наличие полного метаморфоза связано с наиболее высокой организацией тех групп насекомых, у которых он имеет место. Этой высокой организации они достигают именно в имагинальной стадии. Как правило, личинки характеризуются менее сложным строением. В то же время личиночный период – наиболее длительный период в жизни насекомого – является питающим периодом. Личинка, поедая большое количество пищи, не только растет, но и накапливает запасные питательные материалы, что обеспечивает и метаморфоз.

Размножение и развитие насекомых

Насекомые преимущественно раздельнополые виды. У многих видов самцы и самки отличаются особенностями строения, размерами или окраской. Например, самцы жука-оленя имеют удли­ненные верхние челюсти, так называемые рога (рис. 127,1). Во время спаривания они состязаются за самок: один самец пытается схватить другого «рогами» и сбросить с дерева (рис. 127, 2). Побежденный самец улетает.

Оплодотворение у насекомых чаще всего внутреннее. Самки откла­дывают оплодотворенные яйца, реже — рождают живых личинок. Яйца покрыты плотной оболочкой и содержат внутри большой запас пита­тельных веществ (желток). В некоторых случаях кладка яиц покрывается различными защитными образованиями. Например, самки разных видов бабочек защищают кладку ядовитыми волосками со своего брюш­ка, а самки саранчи окружают оболочкой из выделений особых желез.

Рис. 127. 1 — самка и самец жука оленя; 2 — поединок самцов жука оленя за право спариваться с самкой

У некоторых насекомых наблюдают размножение путем откладки неоплодотворенных яиц. Например, самцы медоносной пчелы разви­ваются только из неоплодотворенных яиц.

Развитие насекомых. У всех насекомых развитие — непрямое. Но у разных групп насекомых оно может происходить с полным или непол­ным превращением.

При развитии с неполным превращением из яйца вылупливается личинка, в общих чертах напоминающая взрослую особь, но без крыльев. Такая личинка питается, линяет, растет и раз­вивается. После последней линьки такая личинка превращается во взрослую особь. Таким образом, при развитии с неполным превраще­нием насекомые проходят такие стадии развития: яйцо, личинка, более или менее похожая на взрослую особь, и взрослая особь.

Жуки, бабочки, мухи, осы, блохи развиваются с полным превра­щением. Личинки таких насекомых значительно отлича­ются от взрослых особей. У них нет не только крыльев, но и сложных глаз, часто укорочены или отсутствуют конечности, ротовые органы могут отличаться по строению от взрослых особей, часто формируются особые личиночные органы (например, ложные ножки на брюшке гусениц бабочек). Материал с сайта http://worldofschool.ru

Через несколько линек личинка насекомых, развивающихся с пол­ным превращением, окукливается. Животное на стадии куколки не питается и обычно неподвижно. У него происходит почти полная пере­стройка организма, и поэтому взрослое насекомое, выходящее из ку­колки, значительно отличается от личинки. Стадия куколки имеет важное биологическое значение в жизни насекомых. Ее продолжитель­ность от 6-10 дней (у некоторых мух) до нескольких месяцев и даже лет. Так как насекомые на стадии куколки не питаются, это обеспечи­вает переживание неблагоприятных периодов (например, много видов бабочек зимуют именно на этой стадии развития). Таким образом, при развитии с полным превращением насекомые проходят стадии яйца, личинки, куколки и взрослого насекомого.

Насекомые размножаются только половым путем; для них харак­терно преимущественно внутреннее оплодотворение; возможно раз­витие и из неоплодотворенных яиц.

Развитие у насекомых непрямое: оно может происходить с полным или неполным превращением.

На этой странице материал по темам:

  • Насекомые доклад краткий

  • Конспект урока по теме стадии развития насекомых. 3 класс гармония

  • Размножение тип плоские черви значение для животного

  • Нарисовать стадию развития любого насекомого с яиц до взрослого насекомого фото

  • Биология процесс развития насекомых

Вопросы по этому материалу:

  • Как раз­множаются насекомые?

  • Что такое развитие с полным и неполным прев­ращением?

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *