Насекомые раздельнополы. У многих насекомых развит половой диморфизм и самцы отличаются от самок по различным внешним признакам (по величине тела, усикам, скульптурным образованиям, окраске и др.). Однако очень часто оба пола внешне не отличимы и распознать их можно только по гениталиям.
Половая система самца и самки имеет много общего. Половой аппарат расположен в брюшке и открывается наружу половым отверстием. Женские половые органы состоят из двух яичников, двух яйцеводов, непарного влагалища, придаточных половых желез, семяприемника и нередко яйцеклада.
Половые органы самцов состоят из семенников, семепроводов, семеизвергательного канала, совокупительного органа и придаточных желез. Семенники самца представляют парную железу разнообразного строения. Семенники образуют мужские половые клетки -- сперматозоиды, оплодотворяющие яйца самки.
Наиболее существенной частью полового аппарата самки являются яичники. Каждый яичник состоит из яйцевых трубок, которых бывает от 2 до 2500. Внутри яйцевые трубочки выложены фолликулярным эпителием, из которого образуются яйцевые клетки. Из них в результате усиленного поглощения питательных веществ и сложных процессов развития и роста образуются зрелые яйца. Каждая яйцевая трубка делится на ряд яйцевых камер, в которых развиваются яйца Созревшие яйца поступают из яичников в яйцеводы и далее через влагалище и половое отверстие выводятся наружу. Плодовитость (количество откладываемых самкой яиц) зависит от строения и величины яичников и специфично для каждого вида насекомого. Так, самка непарного шелкопряда может отложить 600--800, реже 1000 яиц, сосновая пяденица -- 120--180, а самки многих хищных жуков -- всего 10--20 штук. В отдельных случаях плодовитость достигает огромных размеров. Например, самка (матка) медоносной пчелы откладывает в день до 3 тыс. яиц, а у термитов -- даже до 30 тыс. Плодовитость самок резко колеблется в зависимости от погодных условий и питания.
Способность к размножению появляется у одних насекомых вскоре после окрыления, у других через некоторый период, в течение которого они проходят дополнительное питание. Оно необходимо для созревания половых продуктов.
Существует два способа полового размножения -- обоеполый, когда при спаривании яйца самки оплодотворяются сперматозоидами самца, и девственный, когда яйцо развивается без оплодотворения (партеногенез).
Партеногенез произошел из обоеполого размножения как его упрощение и наблюдается у тлей и других насекомых. Он представляет очень выгодное приспособление, дающее возможность насекомым быстро увеличить численность и расселяться по территории. Партеногенез разнообразен в своих проявлениях. Так, у медоносной пчелы из неоплодотворенных яиц развиваются самцы (трутни), а из оплодотворенных -- самки (рабочие пчелы и матки). У ряда насекомых наблюдается правильное чередование обоеполых и многочисленных партеногенетических поколений. Так, у многих орехотворок чередуются два поколения: летнее -- крылатое обоеполое и осеннее -- бескрылое, состоящее только из самок. Еще сложнее чередование поколений (гетерогония) проявляется у тлей.
Одной из форм партеногенеза является педогенез или детское размножение. В этом случае в яичниках личинки происходит партеногенетическое развитие яиц, из которых возникают личинки. Такое размножение повторяется в течение нескольких поколений, а затем сменяется серией обоеполых поколений со взрослой фазой. Оно наблюдается у галлиц и отдельных видов жуков и клопов.
У наездников бывает дробление яйца, отложенного в другое насекомое. В результате в теле “хозяина” развивается не один, а множество (до 100) особей наездников. Такой способ размножения называется полиэмбрионией.
Иногда у кровососущих мух и других насекомых наблюдается живорождение. При этом вместо откладки яиц на свет производятся личинки.
Общие сведения о размножении и развитии насекомых. Биология майского жука
Размножение насекомых. Размножение - это сложные процессы, обеспечивающие увеличение численности организмов. У насекомых, как и у многих других растительных и животных организмов, период размножения наступает после длительного периода питания, роста и развития. В период питания, роста и развития много насекомых погибает, поэтому возникает биологическая необходимость восполнить эту убыль. Если интенсивность размножения не восполняет смертность, то вид вымирает. Таким образом, в типичном случае жизненный цикл насекомого состоит из периода питания, роста и развития, который сменяется периодом размножения и расселения. Расселение - важный этап в жизни взрослых насекомых, которые стремятся равномерно распределиться по всем участкам и районам, где имеются для них источники пищи и другие условия, необходимые для выживания.
Важно в первую очередь обратить внимание на предпосылки, имеющиеся у большинства видов, к быстрому размножению. Если определить потенциальную плодовитость всем известной комнатной мухи с учетом того, что в отдельных кладках бывает около 100 яиц, а таких кладок от каждой самки за лето может быть до 5, то в итоге за сезон одна самка теоретически даст потомство, превышающее сотни миллиардов экземпляров.
Среди насекомых не так много экономически важных вредителей, наносящих серьезный ущерб сельскому и лесному хозяйству.
Таким образом, вредоносность насекомых, нападающих на сельскохозяйственные посевы, сады, огороды, лесные посадки, тесно связана с их численностью. Насекомые вредят периодически, когда численность того или иного вредителя сильно возрастает и начинается период его массового размножения. Тот же самый вид в периоды низкой численности экономически ощутимого вреда не приносит.
В последнее время большое внимание уделяется вопросам охраны природы, в том числе насекомых. Всем хорошо известно, что огромное количество насекомых питается растениями, объедая их листья. Ранее многие из этих насекомых включались в число вредителей, подлежащих уничтожению. Современные подходы к проблемам охраны природы дают основание пересмотреть этот вопрос и включать в число вредителей только массовые виды насекомых, сильно повреждающие растения и тем самым наносящие существенный экономический ущерб.
Яйцо. Размножение насекомых завершается откладкой самкой большого числа яиц, каждое из которых при благоприятных условиях превращается в личинку, а затем и во взрослое насекомое.
Некоторые насекомые откладывают не яйца, а мелких личинок, которые вывелись из яиц в половых органах внутри тела самки. Такое живорождение представляет собой приспособление к снижению смертности потомства, так как много яиц погибает из-за неблагоприятных условий или поедается хищниками. В типичном случае самка насекомых откладывает яйца, на развитие которых, если они не зимуют, требуется несколько дней.
Личинка. Питающаяся, растущая и развивающаяся фаза жизненного цикла насекомого носит название личинки. Все насекомые, без исключения, имеют личинок. Личинки выходят из яиц чрезвычайно мелкими. Они непрерывно и жадно питаются и обычно быстро увеличиваются в размерах.
Однако, как уже упоминалось выше, тело насекомых, в том числе личинок, снаружи покрыто прочным хитиновым покровом. В отличие от взрослых насекомых покровы тела личинок более мягкие, способные растягиваться, иначе был бы невозможен их рост. Тем не менее способность покровов растягиваться не беспредельна и после некоторого периода питания и роста личинки покровы становятся препятствием для дальнейшего увеличения ее размеров.
Наступает ответственный период - линька. Во время подготовки к линьке личинки прекращают питание, становятся малоподвижными, а под их покровами возникают новые покровы, значительно более просторные. После того как организм личинки подготовился к линьке, старые покровы лопаются в районе головы и постепенно сползают к заднему концу тела в результате сокращения мускулатуры. Личинка полностью освобождается от старых покровов, ее новые покровы затвердевают и окрашиваются. Она снова приступает к энергичному питанию и росту.
Таких линек в период роста личинок бывает 3 - 6, но может быть и значительно больше. Подготовка к линькам - сложный физиологический процесс, регулируемый особыми гормонами.
Питание, как уже подчеркивалось выше, - это основное назначение личинки в жизненном цикле насекомого. Личинка накапливает резервные вещества в виде запаса белков, жиров и углеводов. Взрослые насекомые нередко вообще не питаются и имеют недоразвитые ротовые органы. У самок таких насекомых развитие яиц осуществляется за счет резервов, накопленных личинкой. Внешний вид личинок чрезвычайно разнообразен и зависит от приспособления к среде, в которой они живут.
Полное и неполное превращение. Куколка. В простейшем случае взрослые насекомые и их личинки живут в одних и тех же условиях. В качестве хорошо известных примеров можно упомянуть саранчу и кузнечика, обитающих среди травянистой растительности, или тараканов, живущих в растительном мусоре, в различных щелях и т. п. При таком образе жизни личинки имеют те же приспособления, что и взрослые насекомые. По этой причине из яйца выходит личинка, внешне похожая на родителей, но значительно меньших размеров, еще не способная к размножению и не имеющая крыльев.
Постепенно в процессе питания и роста от линьки к линьке размеры личинок увеличиваются, у них появляются зачатки крыльев, развиваются органы размножения (рис. 10). Личинка все больше и больше становится похожей на взрослое насекомое. Наконец, наступает последняя линька и из шкурки личинки вылупляется насекомое, способное летать (расселяться) и размножаться.
Иначе происходит превращение личинки во взрослую особь в тех случаях, когда разные фазы жизненного цикла насекомого обитают в разных условиях, т. е. имеют различные приспособления. Так, личинка майского жука или близкого вида - жука-кузьки развивается в почве, питаясь корешками растений, а взрослый жук живет открыто на растениях. В этих случаях личинка и взрослое насекомое совершенно друг на друга не похожи (рис. 11).
Личинка майского жука имеет толстое грязно-белое тело, согнутое полукольцом, большую бурую голову, снабженную острыми жвалами, приспособленными для перегрызания корней. У нее нет фасеточных глаз и каких-либо зачатков крыльев; ноги и усики у нее короткие, не имеющие никакого сходства с ногами и усиками взрослого жука.
При таком резком различии личинок и взрослых насекомых необходим целый период перестройки наружных и внутренних органов личинки в соответствующие органы взрослого насекомого. В связи с необходимостью этой перестройки в жизненном цикле насекомых возникает фаза куколки.
Куколка - покоящаяся фаза жизненного цикла. Куколка не питается, не растет, не передвигается и обычно способна только слабо шевелить брюшком. Куколка формируется из личинки перед последней линькой, освобождается от личиночной шкурки и характеризуется совершенно иным строением, чем личинка; во внешнем облике куколки уже хорошо различимы признаки взрослого насекомого - ноги, усики, крыловые чехлы и т. п.
Куколка совершенно беззащитна, поэтому личинки многих насекомых перед превращением в куколку строят специальные укрытия, в которых она защищена от врагов. Так, гусеницы некоторых бабочек плетут специальный кокон, многие почвенные жуки окукливаются в пещерках с плотными стенками и т. д.
В теле куколки в течение нескольких недель происходят сложнейшие изменения, часть органов распадается, другие подвергаются частичной перестройке, в том числе и нервная система. Наконец, шкурка куколки лопается чаще всего по продольному спинному шву и постепенно ноги, усики, крылья вытягиваются из соответствующих куколочных чехлов. Линька часто продолжается несколько часов.
Крылья появившегося из куколки насекомого мягкие, нередко сморщенные, бесцветные. Само насекомое также имеет мягкие покровы, не способно быстро передвигаться и совершенно беззащитно. Крылья расправляются в результате прилива крови и затем затвердевают и окрашиваются. В первые часы после линьки затвердевают и окрашиваются также покровы на всем теле насекомого. После этого жуки, мухи и другие насекомые, появляющиеся из куколки, приобретают способность летать, питаться, размножаться.
Приведенные выше материалы характеризуют два основных типа развития насекомых.
Развитие с полным превращением проходит 4 фазы: яйцо, личинку, куколку, взрослое насекомое (рис. 11).
При развитии с неполным превращением в жизненном цикле нет фазы куколки, а имеются только 3 фазы: яйцо, личинка и взрослое насекомое (рис. 10). Отсюда и название превращения - "неполное".
Однако этими двумя типами превращения не исчерпывается все многообразие жизненных циклов насекомых. Требует пояснения, например, вопрос о том, какое превращение было у насекомых изначальным. Ответ на этот вопрос сложен. Такой тип превращения свойствен только тем насекомым, которые первично не имели крыльев, т. е. самым древним их группам - щетинохвосткам. Это примитивное превращение характеризуется постепенностью изменений внешнего вида насекомого, причем линьки продолжаются у насекомых, приступивших к размножению. Такой тип превращения получил название первичного превращения (протометаболия). Хотя полное (голометаболия) и неполное (гемиметаболия) превращения, как уже отмечалось, являются основными типами превращения насекомых, кроме них и первичного превращения, существуют и другие типы метаморфоза. Особым типом считается, например, превращение насекомых древних водных групп - стрекоз и поденок. У них личинка мало похожа на взрослое насекомое, однако фазы куколки нет.
На основе полного превращения в результате его дальнейшего усложнения у некоторых жуков и мух возникло так называемое избыточное превращение (гиперметаморфоз). Так, у красноголовой шпанки из семейства жуков-нарывников личинки разных возрастов внешне резко различаются (рис. 12). Личинка первого возраста очень подвижна, она активно разыскивает в почве кладку яиц (кубышку) саранчовых, проникает в нее, линяет и превращается в толстую, малоподвижную личинку, которая занята только питанием. Таким образом, различия между личинками разных возрастов объясняются тем, что они ведут неодинаковый образ жизни.
Следует иметь, однако, в виду, что не у всех насекомых с полным превращением личинки и взрослые насекомые в настоящее время живут в резко различающихся условиях. Бабочки и их гусеницы, жуки-листоеды и их личинки обитают на растениях, т. е. в сходных условиях. Такие исключения объясняются тем, что к подобному образу жизни некоторые жуки и большинство бабочек перешли позднее, уже после возникновения у их предков развития с полным превращением. В связи с этим интересно отметить, что наиболее древние группы жуков и бабочек имеют личинок, развивающихся не на растениях, а скрытно, в толще различных субстратов.
Биологическая сущность превращения насекомых в значительной степени аналогична тому, что наблюдается в других группах животных. В начальный период развития насекомое должно питаться и быстро расти. Эту задачу выполняют личинки. Взрослые насекомые нередко вообще не питаются. У них другие функции - размножение вида и его расселение в новые благоприятные местообитания.
Биология майского жука. Майский жук (табл. 1, 4) входит в большую группу вредных насекомых из семейства пластинчатоусых жуков, личинки которых подгрызают корни растений.
В западных районах СССР под названием "майский жук" в действительности объединяются два разных, но очень похожих внешне вида: западный майский жук и восточный майский жук. В Сибири встречается только последний вид.
Майский жук зимует в почве и выходит тогда, когда на березе распускаются почки и появляются первые весенние листья. Днем жуки прячутся в кронах деревьев, а в сумерках, после захода солнца начинают летать. Их привлекают кроны только лиственных деревьев (березы, клена, дуба, осины и др.), около елей или сосен они появляются редко и в основном случайно. Такое поведение объясняется тем, что жуки питаются главным образом листьями, очень редко - хвоей лиственницы или соцветиями сосны. Если жуков много, то все молодые весенние листья бывают съедены.
Майский жук развивается в почве. Созревшая самка зарывается в почву на глубину 20 - 30 см и там откладывает до 70 продолговатых яиц. Участки для откладки яиц самки выбирают очень тщательно. Жуки не залетают при этом в чащу леса, а собираются на опушках и примыкающих к лесу полях.
Такое поведение самок приводит к тому, что они концентрируются в определенных местах с благоприятными условиями, где их численность бывает весьма высокой. Особенно их привлекают хорошо прогреваемые солнцем сосновые питомники и молодые посадки.
Личинки развиваются медленно и в средней полосе СССР зимуют 3 раза, т. е. жизненный цикл майского жука завершается за 4 года. Особенно сильно вредят крупные личинки жука, подгрызающие корни в молодых сосновых посадках. Объедание корней сосенок бывает настолько значительным, что такое деревце можно легко вытащить из земли. Известны случаи уничтожения личинками майского жука сосновых посадок на площадях, измеряемых тысячами гектаров. Таким образом, вредоносность майского жука объясняется тем, что самки концентрируются в определенных участках леса и поля, где откладывают сразу много яиц. В результате численность личинок майского жука в периоды размножения на этих участках становится угрожающей и они повреждают корневые системы лесных культур, препятствуя возобновлению леса.
Редкие и исчезающие виды (табл. 3). Как уже отмечалось, подавляющее большинство насекомых не имеет экономического значения, их жизнедеятельность безразлична для хозяйства человека. Однако из этого не следует, что человек может безразлично относиться к таким нейтральным для него насекомым. Во-первых, многие из этих насекомых украшают природу и имеют большое эстетическое значение для людей, относящихся к природе с любовью и заботой, а таких людей в настоящее время становится все больше и больше. Кроме того, эти миллиарды безвредных для человека насекомых совершенно необходимы для нормального существования огромных и богатейших естественных природных комплексов. Достаточно сказать, что насекомыми питаются многие беспозвоночные и позвоночные животные, которые в отсутствие этого источника пищи обречены на голод, а многие - на гибель. Поэтому большую тревогу мыслящих людей вызывает обеднение природных комплексов, исчезновение из них ряда растений и животных, в том числе насекомых.
В большинстве случаев эти неблагоприятные явления связаны с производственной деятельностью человечества. Растет площадь городов, осваиваются большие территории под сельскохозяйственное производство, там, где обнаружены полезные ископаемые, возникают промышленные комплексы и т. д.
Огромное количество насекомых гибнет при применении ядохимикатов для защиты сельскохозяйственных и лесных угодий от какого-либо сильно размножившегося вредителя: ведь ядохимикаты убивают не только этого вредителя, но и другие виды, в том числе полезные.
Многие насекомые, которые еще несколько десятков лет назад были сравнительно обычными, теперь встречаются редко и нуждаются в охране. Это в основном крупные жуки и бабочки, которые стали редкими из-за сокращения площади естественных местообитаний, где жили эти виды, уменьшения доступных для них источников пищи.
Жук-олень (табл. 3, 2), например, становится редким видом из-за сокращения пригодных для его жизни лесных массивов в южных районах страны. Этот жук может существовать только в старых лесах с обилием крупных гниющих деревьев, в древесине которых развиваются его личинки.
Большой дубовый дровосек (табл. 3, 3) раньше считался вредителем дубрав. Его личинки жили в крупных столетних дубах и повреждали их древесину. Таких дубов теперь почти не осталось. В некоторых странах участки со старыми дубами охраняются с целью сохранить также и большого дубового дровосека.
Самый крупный дровосек фауны СССР - уссурийский усач, достигающий длины 10 см и встречающийся на Дальнем Востоке, также испытывает угнетение из-за вырубки старых лесов. Этот вид, как и жук-олень, развивается в гниющей древесине столетних дубов, ильмов и других лиственных деревьев.
Многие крупные насекомые - бабочки, стрекозы, прямокрылые и др. - стали редкими и нуждаются в охране. В СССР и многих других странах опубликованы и готовятся к публикации так называемые "Красные книги", в которых описаны виды животных, истребление которых карается законом.
Насекомых, охраняемых законом, немного, однако каждый любитель-энтомолог должен понимать, что отлов насекомых для собственного удовольствия может нанести вред природе. Гораздо полезнее направить свои силы и знания на охрану насекомых в целом, в первую очередь редких и исчезающих видов
Насекомые, как правило, откладывают яйца во внешнюю среду, однако иногда личинки из них вылупляются еще в брюшке самки и появляются оттуда на свет «живыми». Для насекомых характерны относительно крупные, богатые желтком яйца. Развиваясь в полости овариолы под давление ее стенок, яйца несколько вытягиваются в длину, таким образом округлые в исходном состоянии яйца насекомых сменяются эллиптическими. У бабочек и некоторых клопов яйца становятся округлыми вторично. Яйца насекомых разнообразны по форме и размерам. Наиболее крупные из них достигают 15 мм в длину, а самые мелкие не превышают 0,05 мм. Размеры варьируют от 1,35 % до 70 % длины тела самки.
Развитие насекомого в фазе яйца может длиться от нескольких дней (у многих мух) до 2 - 3 недель. У насекомых, откладывающих яйца осенью продолжительность фазы яйца может достигать 6 - 9 месяцев.
Скорлупа яиц насекомых называется хорион, она состоит из двух слоёв, пронизанных системой воздухоносных полостей. Изредка под хорионом отлагаются слой воска и дополнительная кутикула. Яйца многих насекомых хорошо защищены от потери влаги.
На фотографиях отображены яйца насекомых размер которых варьируется от 0,7 до 2 мм в диаметре. Фотографии были сделаны с помощью растрового электронного микроскопа, который использует лучи электронов для отслеживания поверхностей объектов. Затем получившиеся черно-белые фотографии были переделаны в цветные, чтобы отразить естественный внешний вид яиц.
Яйцо бабочки Dryas iulia
Этому яйцу бабочки Dryas iulia на усике страстоцвета могут не угрожать голодные муравьи. Этот вид бабочек откладывает яйца почти только на этом растении. (Martin Oeggerli)
Яйца щитника
Щитники часто откладывают свои яйца группами. Отдельные яйца приклеены не только друг к другу, но и к листу, на котором они оставлены. Крошечные наросты действуют, как дыхательный аппарат. (Martin Oeggerli)
Яйцо бабочки калиго
Мозаичный узор на яйце бабочки калиго похож на космическую посадочную площадку. В центре крошечное отверстие, называемое микропиле, через которое сперма попадает в яйцо. (Martin Oeggerli)
Яйцо бабочки голубая морфо
Красная полоска указывает на химическую реакцию после оплодотворения. В яйце находится зародыш бабочки – одной из крупнейших. Размах ее крыльев составляет от 12 до 20 сантиметров. (Martin Oeggerli)
Яйцо бабочки голубянки красивой
Голубянка красивая – очень редкий вид бабочки, потому что она привередливая. Она откладывает яйца (как на фото) только на европейском многолетнике гиппокрепис. Более того, она ищет отверстия, прогрызенные кроликами, чтобы было легче откладывать яйца. (Martin Oeggerli)
Яйцо бабочки Цетозия Библис
На этом яйце ажурный узор имеет микропиле, через которые входит сперма. Подобный же дизайн есть на чешуйчатых крыльях, которые и дали красной бабочке ее название. (Martin Oeggerli)
Яйцо толстоголовки
Толстоголовки откладывают яйца на лядвенеце рогатом. Взрослые особи водятся в Европе и в некоторых частях Азии. Красотой бабочка не отличается. (Martin Oeggerli)
Яйцо капустницы
Желтое яйцо капустницы под нижними листьями обычной (на фото) и брюссельской капусты. (Martin Oeggerli)
Чтобы произвести на свет потомство, большинству насекомых необходимо спариться с особью противоположного пола. Благодаря инстинктивным реакциям на специфические запахи, цвета и звуки насекомое находит подходящего партнера. Этот механизм работает в темноте, в густых зарослях и на больших расстояниях. Знакомые нам светлячки поступают так: бескрылые самки привлекают самцов теплыми весенними вечерами с помощью световых сигналов. Другие насекомые подают звуковые "брачные" сигналы: например, сверчки и кузнечики очаровывают партнерш своим стрекотом.
Где насекомые откладывают яйца?
Яйца насекомых, как правило, покрыты прочной оболочкой. Палочник просто оставляет их на земле или катит перед собой. Однако большинство самок подыскивают для своих яиц место, защищенное от ветра и врагов. Насекомое инстинктивно чувствует, в какой среде потомство после вылупления окажется в благоприятных условиях и получит необходимый корм. Сверчки и кузнечики роют в земле отверстия, куда помещают свои яйца. Самки комаров оставляют яйца на поверхности воды. Бабочки и другие насекомые, личинки которых травоядны, откладывают яйца на растениях.
Навозные жуки закапывают в землю навоз млекопитающих. Многие из 7000 видов пилюльщиков делают при этом из навоза шарики, откатывая их от навозной кучи и закапывая в безопасном месте. Этими шариками они питаются сами, а также снабжают "пилюлями" свое потомство. С этой целью они проделывают в шарике отверстие и откладывают туда яйца. Вылупившаяся личинка кормится таким шариком.
Кузнечики и наездники имеют длинный яйцеклад, с помощью которого они протыкают почву и откладывают туда яйца.
Наросты
Некоторые виды ос откладывают яйца на дубах и листьях роз. Постепенно они покрываются растительной тканью. Вылупившиеся личинки питаются существами внутри нароста, растут и окукливаются. Некоторые виды комаров, мух, тли, жуков и бабочек также используют растения в качестве «хозяина», выводя потомство. Для того чтобы образовались наросты, ткань растения во время отложения яиц насекомого должна иметь способность к росту.
Как насекомые заботятся о своем потомстве?
Некоторые виды насекомых заботятся не только о подходящем для вылупления потомства месте. Тараканы зачастую носят яйца с собой в некоем подобии «сумки» на задней части туловища. У некоторых видов водяных клопов самка откладывает яйца на спине самца. Тот носит яйца с собой, обеспечивая достаточным количеством кислорода и охраняя от грибка. Могильщики совместно закапывают мертвую мышь или другое мелкое животное, разгребая землю под трупом животного и продвигая его в самый конец «пещерки». Там они откладывают яйца, и самка (а иногда и оба партнера) остается следить за потомством, кормя личинки частями мертвого животного. Интересна забота о потомстве у термитов, муравьев и живущих в колониях пчел и ос: потомство остается в гнезде, пока не подрастет. Рабочие особи не размножаются, в течение всей жизни возвращаясь в свое гнездо.
Самки березового клопа охраняют свои яйца. Защищая их, они поворачиваются к врагам спиной.
Полное и неполное превращение насекомых
Неполное превращение насекомых
Личинки тараканов и кузнечиков, едва появившись из яйца, уже похожи на взрослых насекомых своего вида. Они лишь меньше их по размерам, и у них еще не развиты крылья и органы размножения. За время роста эти насекомые не так сильно меняются. В этом случае говорят о неполном превращении. Появившееся из яйца насекомое нимфа очень похоже на взрослое насекомое, нимфами называют личинки, которые претерпевают неполное превращение. У молодых подёнок и стрекоз крылышки едва видны, но с каждой сменой оболочки становятся все заметнее.
Полное превращение насекомых
Насекомое развивается из яйца, затем следует несколько стадий гусеницы, которая превращается в куколку; потом из нее вылупляется взрослое насекомое, проходя, таким образом, множество стадий превращения. Более четырех пятых всех насекомых развиваются, проходя стадию куколки. Такое превращение называют полным. Куколки бабочек при этом совершенно не похожи на своих родителей. Кроме трех пар лапок на груди, как у взрослой бабочки, у куколки есть еще пять пар ножек, с помощью которых она передвигается и крепко удерживается. Личинки жуков, мух и пчел тоже совершенно не похожи на взрослых насекомых. По окончании стадии личинки насекомое существенно изменяется: оно больше не принимает пищу, ищет укрытие и переходит в следующую стадию: окукливается. Куколки бабочек прядут кокон из длинных шелковых нитей, вырабатываемых с помощью одной из своих желез. Куколка лишь снаружи кажется неподвижной: внутри нее происходят значительные преобразования органов личинки в органы взрослого насекомого. Особенно видоизменяются кишечник, система трахей, нервная система и грудные мышцы. Из травоядного бескрылого существа вырастает питающееся нектаром летающее насекомое. В зависимости от вида насекомого и условий окружающей среды оно выходит из кокона через несколько дней,недель или месяцев.
В мире существует огромное количество насекомых, встретить которых можно как в лесах и полях, так и в доме человека. Рассмотрим, как размножаются насекомые.
Особенности размножения
Для насекомых характерен половой диморфизм, то есть по внешнему виду различить самца и самку довольно легко. Они имеют различные размеры (при этом у многих видов самки в разы крупнее самцов), отличаются окрасом, длиной усиков. У некоторых видов бабочек самки не имеют крыльев.
Общение между разнополыми представителями вида происходит различными способами:
- При помощи особенностей поведения.
- Звуковыми и цветовыми сигналами.
- Химическим способом - выделением феромонов.
У определенных видов для оплодотворения контакт самца и самки не требуется, таковыми являются низшие насекомые, средой обитания которых является гнилая древесина или почва. Как размножаются насекомые в таком случае? Самцы оставляют капли спермы на грунте, а самки их захватывают специальными органами (половыми придатками), расположенными рядом с половыми отверстиями. Именно такой способ присущ представителям класса с неполным превращением:
- Богомолам.
- Тараканам.
- Клопам.
Другие насекомые размножаются посредством спаривания особей разных полов, явление это носит название копуляции.
Большей части представителей класса присуще размножение с участием особей обоего пола, однако в природе встречаются и исключения.
Способы
Выделяют пять основных способов, которыми размножаются насекомые. Информация о них представлена в форме таблицы.
Способ | Его краткая характеристика | Примеры |
Живорождение | В теле материнской особи происходит развитие эмбриона, на свет появляется личинка либо предкуколка. | Некоторые виды мух и оводов |
Гамогенетический | В процессе участвуют особи обоих полов, происходит спаривание и откладывание яиц. Таким способом размножается большое число насекомых. | |
Педогенез | Размножение на стадии личинки, в ее теле развиваются личинки, которые для выхода наружу поедают тело матери. Способ характерен для жесткокрылых или полужесткокрылых, нередко чередуется с гамогенезом. | Некоторые виды комариков-галлиц |
Партеногенез | Девственное размножение, без оплодотворения. | Медоносная пчела, некоторые перепончатокрылые |
Полиэмбриония | Наездники |
Таковы основные способы размножения насекомых, встречающиеся в природе.
Партеногенез
Рассмотрим, какие насекомые способны размножаться партеногенетически. Это палочники, некоторые щитовки, тли, многие виды ос, муравьев и пчел.
К такому размножению способны:
- Самцы, в таком случае явление носит название арренотокии.
- Самки, речь идет о телитокии.
- И те, и другие, это амфитокия.
Принято различать несколько видов партеногенеза, отличия которых представлены в таблице.
Краткое описание |
|
Факультативный | Имеет частичный характер, возникает только под воздействием внешних факторов или при особом состоянии самки. |
Циклический | Яркий пример - размножение тлей. Происходит чередование поколений: девственных и обоеполых, в этом случае потомство самки, не получившей оплодотворения, долгое время состоит из самок, однако вегетационный период всегда завершается амфитокией либо арренотокией. |
Постоянный | Чаще всего наблюдается в условиях закрытого грунта, при оптимальных внешних условиях, при отсутствии необходимости переходить к размножению с участием обоих полов. |
Такой способ размножения обладает приспособительным значением, в процессе занята особь лишь одного пола, это помогает насекомым выживать даже в неблагоприятных внешних условиях.
Стадии развития
Рассмотрим, как размножаются и развиваются насекомые. Если процесс размножения может проходить как с оплодотворением, так и без него, то развитие проходит несколько стадий:
- При неполном цикле превращения оно включает в себя три стадии: яйцо - личинка - взрослая особь (в науке именуется имаго). В этом случае особенности строения личинки практически ничем не отличают ее от имаго.
- Полный цикл превращения подразумевает четыре стадии: яйцо - личинка - куколка - имаго. Личинки при этом значительно отличаются от взрослых насекомых.
Таковы фазы развития может несколько раз линять, постепенно увеличиваясь в размерах.
Особенности яиц
Мы рассмотрели, как размножаются насекомые. Теперь узнаем, в чем особенность их развития на каждой из фаз.
Яйца представителей класса покрыты двумя оболочками, имеют самую разную форму, окрас и размер. Чаще всего в природе встречаются такие формы:
- овал;
- полушарье;
- бочонок.
Например, яйца бабочек и мух чаще всего овальные, а у клопов - в форме практически правильного шара. Чаще всего откладываются они небольшими группами - яйцекладками, однако у некоторых видов могут откладываться и поодиночке.
Классификация личинок
По типу личинки бывают:
- Имагообразные (нимфы) - у насекомых с Как ранее упоминалось, они мало чем отличаются от взрослых особей, отсюда и название. Чаще всего ведут образ жизни, сходный со взрослыми особями и питаются тем же.
- Неимагообразные имеются у представителей класса с полным превращением. Имеют более простое строение глаз и конечностей, чем взрослые особи, может быть совершенно иное строение рта.
Неимагообразные, в свою очередь, подразделяются на три вида:
- Камподеовидные - напоминают взрослых особей, довольно активны, нередко являются хищниками.
- Червеобразные. Такие личинки крупные, тело их практически не подразделено на отделы, ноги короткие либо могут полностью отсутствовать.
- Гусеницеобразные отличаются наличием нескольких пар придаточных ног.
Таковы основные разновидности личинок представителей класса насекомых.
Стадия куколки
Чаще всего превращение личинки в куколку происходит в почве, реже - внутри растений или на них. Само насекомое остается неподвижным, но внутри него происходит интенсивный процесс формирования тканей имаго. К концу своего развития куколка становится очень похожей на взрослую особь, однако отличить куколку от имаго все же можно: у последних отсутствует дополнительная защитная оболочка.
Любопытные факты
Узнав, каким способом размножаются насекомые, познакомимся с подборкой интересных фактов:
- Пчелы спариваются только один раз в жизни.
- У комаров спаривание происходит осенью, но откладывают яйца самки только весной, то есть между копуляцией и оплодотворением проходит довольно продолжительное время.
- Размножаться партеногенетически при определенных обстоятельствах способны практически все насекомые, за исключением стрекоз и клопов.
- Процесс спаривания божьих коровок может длиться более 10 часов.
- После спаривания самка богомола нередко съедает самца, чтобы восполнить нехватку в организме питательных веществ.
Мы рассмотрели кратко, как размножаются насекомые. Способов довольно много, они помогают популяциям выживать и распространяться, несмотря на неблагоприятные условия среды.
