Многочисленные отряды насекомых условно делятся на две группы. У представителей первой группы вышедшие из яйца личинки похожи на взрослых особей и отличаются от них лишь отсутствием крыльев. Сюда относятся тараканы, кузнечики, саранча, клопы, богомолы, палочники и др. Это насекомые с неполным превращением. У второй группы из яиц вылупляются червеобразные личинки, совсем не похожие на своих родителей, которые затем превращаются в куколок, и лишь после этого из куколок выходят взрослые крылатые насекомые. Таков цикл развития насекомых с полным превращением, К ним относятся комары, пчелы, осы, мухи, блохи, жуки, ручейники, а также бабочки.
Что такое метаморфоз и для чего он нужен?
Метаморфоз, т.е. жизненный цикл с рядом последовательных превращений – весьма удачное приобретение в борьбе за существование. Поэтому он широко распространен в природе и встречается не только у насекомых, но и у других живых организмов. Метаморфоз позволяет различным стадиям одного и того же вида избежать конкуренции между собой за пищу и за места обитания. Ведь личинка питается другой пищей и живет в другом месте, между личинками и взрослыми особями не возникает никакой конкуренции. Гусеницы грызут листья, взрослые бабочки спокойно кормятся на цветах – и никто никому не мешает. С помощью метаморфоза один и тот же вид одновременно занимает несколько экологических ниш (питание как на листьях, так и цветах в случае с бабочками), что также повышает шансы вида на выживание в условиях постоянно меняющейся окружающей среды. После очередной перемены хотя бы одна из стадий уцелеет, а значит выживет, продолжит свое существование и весь вид.
Развитие бабочек: четыре стадии жизненного цикла
Итак, бабочки относятся к насекомым с полным превращением – у них имеются все четыре стадии соответствующего жизненного цикла: яйцо, куколка, гусеница-личинка и имаго – взрослое насекомое. Рассмотрим последовательно этапы превращений у бабочек.
Яйцо
Сначала взрослая бабочка откладывает яйцо и тем самым дает начало новой жизни. Яйца в зависимости от вида могут быть круглыми, овальными, цилиндрическими, коническими, уплощенными и даже похожими на бутылку. Различаются яйца не только по форме, но и по цвету (обычно они белые с зеленым оттенком, но не так редки и другие цвета – бурый, красный, голубой и т.д.). Яйца покрыты плотной твердой оболочкой – хорионом. Находящийся под хорионом зародыш снабжен запасом питательных веществ, очень похожим на хорошо всем знакомый яичный желток. Именно по нему различают две основные жизненные формы яиц чешуекрылых. Яйца первой группы бедны желтком. У тех видов бабочек, которые откладывают подобные яйца, развиваются малоподвижные и слабые гусеницы. Внешне они похожи на головастиков – огромная голова и худенькое тонкое тельце. Гусеницы таких видов должны начать питаться сразу же после выхода из яйца, лишь после этого они приобретают вполне упитанные пропорции. Именно поэтому бабочки этих видов откладывают яйца на кормовое растение – на листья, стебли или ветки. Размещаемые на растениях яйца характерны для дневных бабочек, бражников, многих совок (особенно стрельчаток).
Яйца бабочки капустницы
У других бабочек яйца богаты желтком и обеспечивают развитие сильных и активных гусениц. Покинув яичную оболочку, эти гусеницы сразу начинают расползаться и способны преодолевать иногда весьма значительные для них расстояния, прежде чем обнаружат подходящую пищу. Поэтому бабочкам, откладывающим такие яйца, не надо особо заботиться об их размещении – они откладывают их там, где придется. Тонкопряды, например, разбрасывают яйца по земле россыпью прямо на лету. Помимо тонкопрядов такой способ характерен для мешочниц, стеклянниц, многих волнянок, коконопрядов и медведиц.
Есть и такие чешуекрылые, которые стараются погрузить яйца в землю (некоторые совки).
Число яиц в кладке тоже зависит от вида и иногда доходит до 1000 и более, однако до взрослой стадии доживают далеко не все – это зависит от таких факторов, как температура и влажность воздуха. Кроме того, у яиц бабочек немело врагов из мира насекомых.
Средняя продолжительность стадии яйца составляет 8-15 дней, но у некоторых видов яйца зимуют и эта стадия длится месяцы.
Гусеница
Гусеница – это личинка бабочки. Обычно она червеобразная и имеет грызущий ротовой аппарат. Как только гусеница появляется на свет, она начинает усиленно питаться. Большинство личинок питаются листьями, цветами и плодами растений. Некоторым видам пищей служит воск и роговые вещества. Есть и личинки – хищники, в их рацион входит малоподвижная тля, червецы и т.д. В процессе роста гусеница несколько раз линяет – меняет свою внешнюю оболочку. В среднем линек бывает 4-5, но есть и такие виды, которые линяют до 40 раз. После последней линьки превращается в куколку. Гусеницы бабочек, обитающих в более холодном климате, часто не успевают завершить свой жизненный цикл за одно лето и впадают в зимнюю диапаузу.
Гусеница бабочки “Махаон” Многие думают, что чем красивее и ярче гусеница, тем красивее будет развившаяся из нее бабочка. Однако, часто бывает как раз наоборот. Например, из яркой гусеницы большой гарпии (Cerura vinula) получается весьма скромно окрашенная ночная бабочка.
Куколка
Куколки не двигаются и не питаются, только лежат (висят) и ждут, расходуя накопленные гусеницей запасы. Внешне кажется, что ничего не происходит, однако этот последний этап удивительного превращения можно назвать «бурным затишьем». Внутри куколки в это время кипят очень важные жизненные процессы перестройки организма, появляются и формируются новые органы.
Куколка совсем беззащитна, единственное, что позволяет ей выжить, это ее относительная незаметность для врагов – птиц и хищных насекомых.
Куколка бабочки “Павлиний глаз” Обычно развитие бабочки в куколке продолжается 2-3 недели, однако у некоторых видов куколка является стадией, впадающей в зимнюю диапаузу.
Куколки – создания молчаливые, однако есть исключения: куколка бражника мертвая голова и куколка голубянки артаксеркс умеют… пищать.
Имаго
Из куколки выходит взрослое насекомое – имаго. Оболочка куколки лопается, и имаго, цепляясь ногами за край оболочки, при этом прилагая немало усилий, выползает наружу.
Новорожденная бабочка еще не может летать – ее крылышки маленькие, будто свернутые, и влажные. Насекомое обязательно взбирается на вертикальное возвышение, где остается до тех пор, пока полностью не расправит крылья. За 2-3 часа крылья теряют свою эластичность, отвердевают и приобретают окончательную окраску. Теперь можно совершить первый полет.
Продолжительность жизни взрослой особи варьирует от нескольких часов до нескольких месяцев, но в среднем век бабочки составляет 2-3 недели.
Вконтакте
Рис. 1. Развитие насекомого с неполным превращениемУ насекомых существует два основных типа развития, в соответствии с которыми их подразделяют на два крупных отдела.
Развитие с неполным превращением проходит в три стадии: яйцо - личинка - имаго (взрослое насекомое), не сопровождаясь резкими изменениями (рис. 1 ). Личинки по строению подобны взрослым насекомым и превращаются в них сразу после окончания развития и последней линьки.
Развитие с полным превращением проходит в четыре стадии: яйцо - личинка - куколка - имаго. Личинки резко отличаются от имаго, поэтому, окончив развитие, они превращаются в покоящуюся стадию куколки, в которой происходит преобразование организации тела от личиночной до имагинальной.
Строение и формы яиц
Яйца насекомых богаты желтком и покрыты двумя оболочками. Они 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-черепашки), полушаровидными (бабочки-совки), бочонковидными (клопы-щитники), бутылковидными (дневные бабочки), стебельчатыми (златоглазки) (рис. 2 ).
Рис. 2. Формы яиц насекомых Самки различных насекомых откладывают яйца в места, пригодные для дальнейшего развития личинок. Плодовитость насекомых (количество яиц, откладываемое самкой в течение жизни) разнообразна. У некоторых видов она невелика - порядка нескольких десятков яиц, у большинства около нескольких сотен, у ряда видов - несколько тысяч. Плодовитость половозрелых самок общественных насекомых достигает нескольких миллионов яиц. У некоторых насекомых самки откладывают яйца одиночно или врассыпную, однако большинство откладывает их компактными группами - яйцекладками.
Строение и типы личинок
Основные функции личиночной стадии - питание, рост, развитие. В развитии насекомых личинка - единственная растущая стадия. 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, рассчитанную на дальнейший рост.
Имагообразные линийки, или нимфы, - личинки насекомых с неполным превращением. Эти личинки сходны по строению со взрослыми насекомыми. Они имеют на грудном отделе три пары хорошо развитых ног, фасеточные глаза, ротовой аппарат, подобный аппарату имаго, хорошо развитые антенны. У них развиваются наружные зачатки крыльев. Обычно имагообразные личинки сходны с имаго также по образу жизни и характеру питания. У вредителей 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 называют истинными . Эти личинки могут иметь различное количество конечностей, развитых слабее, чем у взрослых насекомых; либо конечности отсутствуют. Личинки лишены фасеточных глаз, органами зрения служат простые глазки. У них отсутствуют наружные зачатки крыльев, антенны короткие или неразвиты, ротовой аппарат чаще всего грызущий, он 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, или насекомые в обеих стадиях развития.
У насекомых с полным превращением выделяют три типа личинок (рис. 3 ).
Рис. 3. Типы личинок насекомых с полным превращением Камподеовидные личинки (от лат. названия первичнобескрылого насекомого камподея, сходного с представителями данного типа) - активные, нередко хищные, с развитыми придатками тела личинки. У них хорошо развиты три пары грудных ног, полностью расчлененных, длина их обычно превышает ширину тела. Сравнительно четко выделены грудной и брюшной отделы. Развиты антенны, характерны крупные верхние челюсти. Покровы обычно пигментированы. Этот тип личинок встречается у некоторых семейств отряда Жесткокрылые (жужелицы, стафилины, божьи коровки) и у всех Сетчатокрылых.
Червеобразные личинки - очень крупная и неоднородная группа. Тело у них удлиненное, слабо подразделено 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 насекомых ряда семейств отряда Жесткокрылые и имеют 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 представителей семейств отряда Жесткокрылые (златки, усачи, долгоносики), у большинства групп отряда Перепончатокрылые (наездники, осы, пчелы, муравьи) и у части видов отряда Двукрылые (большинство комаров). Личинки без ног и внешне выраженной головы есть только у ряда представителей 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, у них 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. 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 некоторых семейств число брюшных ног сокращается до 4 (хохлатки), 3 (совки-металловидки) и 2 пар (пяденицы). Ложно гусеницы - личинки некоторых семейств пилильщиков, представителей отряда Перепончатокрылые. У них развито большее количество брюшных ног -6-8 пар.
Строение и типы куколок
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 - покоящаяся стадия, однако в ее теле идут интенсивные противоположные 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. Придатки компактно сложены и прижаты к телу. Тело нередко покрыто дополнительной защитной оболочкой. По этому признаку выделяют три основные типа куколок (рис. 4 ).
Рис. 4. Типы куколок насекомых 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 у насекомых отряда Сетчатокрылые. 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 образуется выделениями кожных желез личинки в момент окукливания. Этот тип куколок характерен для подавляющего большинства Чешуекрылых, части отряда Двукрылые, 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).
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
Все термины на
Липкое вещество, применяемое для фиксации насекомых в феромонных и цветовых ловушках, для клеевых колец, накладываемых на штамбы и скелетные ветви...
Клоп капустный - Euryde ma ventralis Kol . Относится к семейству щитников (Pentatomidae ). Распространён повсеместно. Повреждает растения семейства капустных. ...
Размножение и развитие насекомых подчинено собственным законам, во многом отличным от этих же процессов у других представителей типа Членистоногих. Насекомые размножаются с оплодотворением и без, а их развитие может протекать с разным количеством стадий. Интересно, что жизненные циклы таких насекомых, как тли, имеют более сложную периодичность. Ещё одна специфическая особенность развития насекомых – этап диапаузы, свойственный далеко не всем представителям царства Животных.
Как размножаются насекомые: гамогенез и партеногенез
Для начала стоит подробно остановиться на том, как размножаются насекомые.
У насекомых существует два основных типа развития, в соответствии с которыми их подразделяют на два крупных отдела. Развитие насекомых с неполным превращением проходит в три фазы: яйцо - личинка - имаго (взрослое насекомое), не сопровождается резкими изменениями. Личинки по строению подобны взрослым насекомым и превращаются в них сразу после окончания развития и последней линьки.
Ещё один вид – развитие насекомых с полным превращением, оно проходит в четыре фазы: яйцо-личинка - куколка - имаго. Личинки резко отличаются от имаго, поэтому, по окончании этой фазы развития насекомых они превращаются в покоящуюся стадию куколки, в которой происходит преобразование организации тела от личиночной до имагинальной.
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.
Типы неимагообразных личинок насекомых. Личинки с полным превращением устроены очень разнообразно. Они разделены Н.Н. Богдановым-Катьковым на пять типов (1-5), а Г.Я. Бей-Биенко – на три типа (I-III).
I. Червеобразные:
1) безголовка (голова и ноги не выражены) – личинки большинства мух (двукрылые);
2) безножка (голова обособлена, ноги не выражены) – личинки долгоносиков (отряд жесткокрылые), стеблевых пилильщиков, пчел, муравьев (отряд перепончатокрылые);
3) истинная личинка (с головой и истинными, т.е. грудными, ногами) – у большинства жуков (жесткокрылые). Истинными ноги называются потому, что они членистые, состоят из тех же частей, что и у взрослого насекомого. Как и у имаго их всегда три пары.
II. Гусеницеобразные (имеют ложные ноги, которые представляют собою нечленистые парные выросты кожи, не сохраняются у имаго, располагаются на брюшной части тела личинки и поэтому называются еще брюшными ногами):
4) гусеница (с обособленной головой, грудными ногами и 2-5 парами брюшных ног) – личинки бабочек (чешуекрылые);
5) ложногусеница (с выраженной головой, грудными ногами и 6-8 парами брюшных ног) – личинки настоящих пилильщиков из отряда перепончатокрылых.
III. Камподеовидные (голова хорошо развита с направленными вперед ротовыми частями, верхние челюсти мощные и заострены к вершине, грудные ноги длинные, в два раза превышают ширину груди, тергиты плотные, особенно грудные, последний сегмент брюшка часто с парными придатками, усики хорошо развиты). Это личинки-хищницы (жужелиц, кокцинеллид – жесткокрылые, златоглазок – сетчатокрылые).
Всех личинок, имеющихся в чашке Петри, следует разложить в крышку чашки на пять групп (арабские цифры), из истинных личинок выделить камподеовидных, запомнить их названия, характеристики и принадлежность к отрядам (иногда к семействам).
После правильного отбора из чашки личинок в ней остались куколки. Их следует разложить на четыре группы, выделив три типа куколок и истинный кокон. Обратить внимание на разницу происхождения ложного и истинного коконов и их внешние отличия.
Вторичные личинки, окончив рост, окукливаются. Различают следующие три типа куколок (рис. 1):
Рис. 1. Типы куколок: 1 – открытая; 2 – покрытая; 3 – скрытая
1) свободные, или открытые (имеют свободно отделимые от тела придатки будущего взрослого насекомого – усики, ноги, крылья, неярко окрашены, без рисунка, с мягкими покровами). Такие куколки у большинства представителей отрядов жесткокрылых (жуков), перепончатокрылых (пчел, ос, пилильщиков, наездников), а также у некоторых мух;
2) покрытые (имеют заметные имагинальные придатки – усики, ноги, крылья, которые вместе с телом покрыты твердой оболочкой из выделений личиночных желез и не могут быть отделены от тела). Свойственны чешуекрылым (бабочкам) и некоторым жукам, например, кокцинеллидам;
3) бочонкообразные, или скрытые (имеют несброшенную линочную шкурку, в которой находится свободная куколка безголовки). Называют этот тип куколки и ложнококоном, или пупарием. Она имеет твердые покровы с поперечной сегментацией, окраска от светло-желтой до темно-коричневой. Этот тип характерен для высших двукрылых (мух).
Истинные коконы, служащие укрытиями свободных или покрытых куколок, устраиваются личинками после окончания питания из выделений шелкоотделительных желез (тутовый, дубовый шелкопряды, капустная и яблоневая моли), или слюнных, скрепляющих почву (например, настоящие пилильщики), или же из огрызков пищи и экскрементов. Многие личинки жуков и бабочек окукливаются в почве, где изготавливают колыбельку, земляные ячейки, стенки которых укрепляют различными способами. Иногда укрытиями для куколок служат стебли растений и свернутые листья.
Для самоконтроля следует наглядный материал сбросить в спирт, перемешать и разложить снова, сортируя типы личинок и типы куколок.
Для закрепления пройденного материала необходимо зарисовать типы неимагообразных личинок и куколок.