§ 17. Многообразие насекомых. Значение насекомых

Вопрос. У каких насекомых развитие происходит с неполным превращением, а у каких — с полным превращением?

Ответ. Развитие с неполным превращением. Личинки тараканов, которые вышли из яиц, похожи на своих родителей и формой тела, и образом жизни. Отличаются они от взрослых тараканов лишь размерами, отсутствием крыльев и несформированностью половой системы. Подрастая, личинки несколько раз линяют, у них вырастают крылья, и со временем они становятся способными к размножению. Однако существенных изменений за время роста у них не происходит. Непрямое развитие, при котором насекомое проходит три стадии (яйцо — личинка — взрослое» насекомое), называют развитием с неполным превращением. Другие насекомые: саранча, стрекоза, клоп.

Ротовой аппарат у личинок таких насекомых имеет такое же строение, как и у взрослой особи. И взрослые насекомые, и личинки питают­ся той же пищей. Личинки этих насекомых взрослеют там же, где живут их родители.

Развитие с полным превращением. Бабочки. Развитие начинается с яйца. Из яйца выходит гусеница. После последней линьки гусеницы начинается формирование куколки: гусеница замирает и прекращает питаться. Личинка закутывается в оболочку из веществ, выделяемых специальными железами. Если заглянуть внутрь куколки, можно увидеть, что все внутренние органы личинки распались. Из этой «кашки» и формируются органы взрослого насекомого. Наконец оболочка куколки лопается, и из нее появляется взрослая бабочка. Другие насекомые: жук, муха, пчела.

Вопрос. Почему насекомых нельзя делить на полезных и вредных?

Ответ. В быту широко распространено представление о насекомых как о существах, мешающих жизни человека. Что произошло бы на нашей планете, если бы исчезли сразу все насекомые? Казалось бы, что в тайге будет значительно лучше без гнуса, в квартирах — без тараканов, на полях и складах — без вредителей. Однако одновременно исчезнут все растения, опыляемые насекомыми, многие птицы и рыбы погибнут без корма. Сильно замедлится почвообразование. Поверхность суши будет завалена остатками растений, трупами животных, экскрементами. Изменится весь облик нашей планеты, распадутся все современные биоценозы.

Итак, насекомые — неотъемлемая часть биосферы и их роль в жизни нашей планеты громадна. Здесь следует четко помнить, что любой вид — это звено, отдельная деталь биоценоза. Если мы попытаемся моделировать какой — либо биоценоз, то у нас всегда останутся какие — то, казалось бы, лишние "гайки и винтики". Тем не менее вполне вероятно, что без этих "деталей" биоценоз не сможет существовать и нормально функционировать или заметно снизит свою продуктивность и устойчивость.

Кроме того, вопрос о том, вредно или полезно данное насекомое для человека, не всегда можно решить однозначно. Например, кажется вполне очевидным, что насекомые, повреждающие культурные растения или деревья в лесу, наносят нам вред. Однако оказывается, что небольшие повреждения стимулируют рост растения и повышают его продуктивность, что растение как бы заранее рассчитано природой на повреждение некоторых его частей. Следовательно, фитофаги "вредители", при их относительно небольшой численности, полезны и могут увеличить урожай.

Даже в случае массового размножения "вредителя" общий результат не всегда будет отрицательным. Например, при массовом размножении дубовой листовертки дубы к концу мая оказываются практически без листьев, как зимой. Позже на этих деревьях появляется новая листва, но при этом пропадает годовой прирост древесины. Но после массового размножения листовертки почва под дубами обильно удобрена экскрементами гусениц, что полезно как для самих дубов, так и для травянистой растительности, которая к тому же под оголенными дубами получает в начале лета гораздо больше света и пышно развивается. В результате, убыток, нанесенный потерей древесины, может быть компенсирован прибылью от дополнительного сбора сена.

Кажется очевидным, что комары, мошки и другие компоненты гнуса вредны для человека. Однако личинки этих насекомых, развиваясь в водоемах, могут быть ценным кормом для рыб и, что не менее важно, накапливают в себе ценные микроэлементы, попадающие в водоемы из почвы вместе со стоками воды. Имаго, появившиеся в результате развития этих личинок, разлетаясь, разносят эти микроэлементы всюду, включая и водоразделы. Биомасса таких двукрылых огромна, а следовательно, это важнейший фактор, способствующий круговороту микроэлементов, столь необходимых для всего живого.

Таким образом, кажущиеся очевидными представления о вреде или пользе тех или иных насекомых на деле относительны. Действительно, насекомые могут принести громадный вред человеку, если под влиянием самого человека, реже — по другим причинам, нарушено природное равновесие. Особенно сложно сохранить такое равновесие в агроценозах, неестественных для любого ландшафта. Поэтому важнейшая задача современной энтомологии — контролировать численность природных популяций насекомых и регулировать их таким образом, чтобы всегда поддерживалось естественное равновесие.

С. 91

Вспомните! Приведите примеры насекомых для каждой из сред обитания — наземновоздушной, водной, почвенной, организменной.

Ответ. Наземно — воздушная — капустная белянка, таракан; водная — жук — плавунец, личинка стрекозы; почвенная — медведка, личинка майского жука; организменная — личинки слепней оводов.

С. 92

Вспомните! Какие кровососущие членистоногие тебе известны?

Ответ. Кровососущие членистоногие — комар, вошь, блоха, слепни, оводы, москиты, таежный клещ, собачий клещ, мошки.

С.93

Вспомните! Какие животные увеличивают плодородие почвы?

Ответ. Плодородие почвы увеличивают дождевые черви, растительноядные нематоды, сверчки, сороконожки, двухвостки, почвенные клещи, то есть те, кто перерабатывает органические остатки и производит разрыхление почвы.

Вспомните! Как ты думаешь, когда кто — то говорит «налетели как саранча», что он имеет ввиду.

Ответ. Стаи сарнчи могут насчитывать до сотен миллионов насекомых, образуя облака по несколько тысяч квадратных метров. Саранча очень прожорлива и поедает зелень и злаковые культуры, встречающиеся на пути. В полете издает шум, который можно принять за гром. Стаи мобильны, могут покрывать расстояния до 200 км в день. Зафиксированы случаи перелета саранчи через океан на расстояние 6000 км.

С. 94

Вспомните. Какие круглые и плоские черви — паразиты тебе известны? Какие у них основные и промежуточные хозяева?

Ответ. Плоские черви

Проверь свои знания

1. Вопрос. Какие из названных в параграфе видов насекомых развиваются с неполным превращением? Какова их роль в природе?

Ответ:

Сверчок — перерабатывают растительные остатки

Пустынная саранча — поедает растения в больших количествах

Певчий кузнечик — важное звено в цепи питания

Медведка — поедает корни растений, семена, дождевых червей

Тля — высасывает соки растений, является пищей другим животным

Таракан — переносит заболевания, звено цепи питания

Стрекоза — хищник

2. Вопрос. Назовите виды насекомых, указанные в тексте параграфа, которым свойственно развитие с полным превращением.

Ответ. Пчела, бабочка — шашечница, жук — усач, муха, жук — навозник, божья коровка, жужелица, комар, москиты, мошки, муха — жигалка, слепни, оводы, наездники, тутовый шелкопряд.

3. Вопрос. Сравните особенности питания гусениц и взрослых особей бабочек

Ответ:

Гусеница, вылупившаяся из яйца, первым делом съедает его оболочку, внутри которой она развивалась. Большая часть этих существ растительноядные, они питаются листьями и растительными плодами. Но встречаются и хищники, которые едят малоподвижных насекомых, червецов. В отличие от бабочек, эти насекомые едят твердую пищу, поэтому имеют сильные грызущие челюсти. Верхняя челюсть мощней, там расположены зубчики, которыми она разгрызает пищу. Бабочки в подавляющем большинстве питаются жидкой (реже полужидкой) пищей.

Выполни задания

Задание 1. Разработайте план исследования «Развитие бабочки — крапивницы».

Ответ:

1. Найдите кладку яиц бабочки — крапивницы (растения: крапива, хмель). Их количество составляет 100 — 200 штук. Яйца овальной формы, зеленого цвета.

2. Определите время развитя насекомого в яйце. Эмбрион развивается 1 — 3 недели в зависимости от погодных условий. Гусеницы бабочки крапивницы рождаются длиной 1,2 мм. Они плетут общую паутину и питаются молодыми листьями.

3. Пронаблюдайте за жизнью гусеницы. Покончив с зеленью на одном растении, перебираются на соседнее. В первом — втором возрасте личинки зеленые, их тело покрыто черными волосками, наростами и пятнами. За время развития они линяют 4 раза и меняют 5 возрастов. Головная капсула личинки черная и блестящая. На сегментах тела бугорки, поросшие щетинками. Взрослая гусеница бабочки крапивницы имеет черную окраску, на спине и боках проходят продольные светло — желтые полосы.

4. Пронаблюдайте за окукливанием гусеницы. После четвертой линьки гусеницы расползаются и держатся по одной. Они приступают к поиску места для окукливания, которое происходит в вертикальном положении. Гусеница прикрепляется к ветке или стебельку и превращается в куколку размером 20 — 22 мм. Куколка угловатая, свободная, окрашена в золотистый или красновато — бурый цвет. Эта стадия занимает около двух недель.

5. Пронаблюдайте за выходом бабочки из куколки. Когда приходит срок, оболочка разрывается и появляется имаго. Крылья бабочки короткие и слабые, ей приходится сидеть неподвижно несколько минут пока они полностью раскроются. Расправив яркие крылья, крапивница улетает искать цветы.

Задание 2. Создайте презентацию проекта «Редкие и охраняемые виды насекомых нашей страны».

Ответ:

Задание 3. Подготовьте презентацию «Опылители наших садов»

Ответ:

Обсуди с товарищами

Задание. 1. Каково значение колорадского жука, короеда — типографа, бабочки — капустницы и платяной моли для хозяйственной деятельности человека?

Ответ. Вышеперечисленные насекомые наносят вред хозяйственной деятельности человека и причиняют вред в повседневной жизни (быту). Их развитие происходит параллельно с развитием человека и его видов деятельности (сельское хозяйство, лесное хозяйство и др.). Выводя новые сорта растений, человек, естественно, заботился о том, чтобы эти растения были по возможности более питательными. К сожалению, насекомым (капустная белянка, колорадский жук) эти качества растений тоже оказались совсем не безразличными: плодовитость некоторых шестиногих возрастала чуть ли не прямо пропорционально питательности растений, на которых они поселялись, хотя раньше вредителями они не считались. Аналогично, короед типограф. Ранее был безобидным жуком, но вредителем этот жук становится лишь в условиях, когда лес освоен хозяйственной деятельностью человека, очень сильно преобразован, когда человек нарушил в лесу многие или даже все механизмы саморегуляции, самоподдержания лесных систем. И здесь короед получает на столько много преимуществ перед своими жертвами, что иногда размножается до катастрофических масштабов, численности. А для платяной моли человек сам создал благоприятные убежища, в которую поместил пищу. В развитием цивилизации увеличивается количество пищи и ее разнообразие, что дает возможность прогрессировать.

Задание 2. Почему многие насекомые требуют охраны?

Ответ. Поверхность нашей планеты быстро преобразуется человеком. Естественные природные сообщества на громадных пространствах превращаются в пастбища и агроценозы. Часто, особенно в тропических районах, почвы под агроценозами быстро истощаются, но после того, как эти участки забрасывают, прежний биоценоз не может на них восстановиться и они превращаются в подобие пустыни. То же происходит и в результате чрезмерного выпаса скота. Загрязнение и замусоривание земель, не пригодных для хозяйственного использования, неразумное и бесхозяйственное применение удобрений, гербицидов и инсектицидов губят еще сохраняющиеся природные биоценозы. К этому следует добавить и радиоактивное загрязнение многих районов.

Разрушение биоценозов приводит к исчезновению многих видов насекомых. На нашей планете ежедневно исчезает один вид насекомого. Часто биоценотическая роль этих погибающих видов так и остается неизвестной. Помимо научной и эстетической ценности, любой вид может быть использован в качестве опылителя, источника белкового питания или еще для каких — либо других целей. Поэтому крайне важно принять все меры, чтобы сохранить многообразие насекомых. Ученые отмечает следующие особенности экологии насекомых, повышающие их уязвимость:

1. Узкий ареал. От хозяйственной деятельности человека в первую очередь должны страдать эндемики и реликтовые виды.

2. Неспособность к миграциям. В результате деятельности человека, создания агроценозов и населенных пунктов ареал таких слабо мигрирующих насекомых превращается в большое количество мелких островков

3. Скопления насекомых в одном месте в течение неблагоприятного сезона резко повышают возможность их уничтожения.

4. Приуроченность к редким местообитаниям. Примеры: горные степи, прибрежные дюны или сухие склоны с выходами известняка. В таких местах выявляется своеобразная фауна.

5. Питание на редком растении.

6. Водный образ жизни. Многие водные насекомые очень чувствительны к химическим загрязнениям, изменениям концентрации кислорода, температурного режима. Особенно чувствительными оказываются личинки стрекоз и веснянок.

Выскажи мнение

Задание. Пчела и тутовый шелкопряд — одомашненные животные.

Ответ. Из всех известных насекомых человек одомашнил только медоносную пчелу и тутового шелкопряда. Пчел стали разводить для получения меда и воска, а тутового шелкопряда — для получения шелка. В дальнейшем развились отрасли хозяйства — пчеловодство и шелководство.

Медоносная пчела. Это насекомое живет большими семьями: дикая — в дуплах деревьев, домашняя — в ульях. В каждой семье имеется самка — матка, несколько сотен самцов — трутней и до 70 тыс. рабочих пчел.

Матка — самая крупная пчела в семье. Начиная с весны она днем и ночью откладывает яйца (до 2000 в сутки). Трутни — пчелы средней величины с крупными глазами, соприкасающимися на затылке (они живут в семье со времени выхода из куколок до осени). Рабочие пчелы мельче остальных членов семьи и отличаются от них рядом особенностей строения и поведения.

На нижней стороне брюшка рабочей пчелы имеются гладкие участки без волосков — зеркальца. На их поверхности выделяется воск. Пчелы делают из него шестигранные ячейки — соты: крупные, средние и мелкие. На наружной стороне задних ног рабочих пчел заметно по одному углублению, окруженному длинными волосками. Это — корзиночки. На задних ногах есть и щеточки — широкие членики с твердыми щетинками. При их помощи пчелы собирают со своего тела прилипшую цветочную пыльцу, смачивают ее нектаром и помещают в корзиночки. Образующиеся комочки пыльцы называют обножками. Прилетев в улей, пчелы помещают их в соты. Другие рабочие пчелы утрамбовывают пыльцу и пропитывают ее медом. Образуется перга — запас белкового корма.

Собираемый из цветков нектар пчелы накапливают в расширении пищевода (медовом зобике), а затем выделяют в ячейки сотов. Нектар, смешанный с выделениями глоточных желез рабочей пчелы, превращается в мед. Так в улье образуется запас сахаристой пищи. В особых железах рабочих пчел вырабатывается «молочко». Им они кормят матку и белых червеобразных личинок, развивающихся из отложенных маткой яиц.

На конце брюшка рабочих пчел имеется втяжное зазубренное жало. Это видоизмененный яйцеклад. У основания жала имеется ядовитая железа. При помощи жала пчела жалит своих врагов. Пчела, ужалившая человека, не может вытащить жало из его кожи, и оно отрывается с частью внутренних органов. Это приводит пчелу к гибели.

Рабочие пчелы выполняют и другую работу: вентилируют улей, чистят его, замазывают щели.

Развитие пчел. Матка откладывает в крупные и мелкие ячейки оплодотворенные яйца, в средние — неоплодотворенные. Отродившихся из яиц личинок рабочие пчелы кормят «молочком». Затем «молочко» получают только личинки, развивающиеся в крупных ячейках, остальные — цветочную пыльцу и мед. Из крупных ячеек выходят матки, из средних — трутни, а из мелких — рабочие пчелы.

Роение. Перед выходом из ячейки молодая матка издает звуки. Старая матка пытается убить ее, но этому препятствуют охраняющие молодую рабочие пчелы.

Вскоре после этого старая матка с частью рабочих пчел покидает гнездо. Вылетевший рой пчел садится где — нибудь на ветке или у основания дерева, а затем, подыскав дупло, пчелы поселяются в нем.Брачный полет. Вышедшая из ячейки молодая матка отыскивает запечатанные ячейки, в которых развиваются другие матки, и убивает их. Через несколько суток она вылетает из улья, устремляется вверх, а за ней летит несколько десятков трутней. Это брачный полет самки и самцов. После оплодотворения самка возвращается в улей и начинает откладывать яйца.

Зимуют на пасеке в ульях только матка и рабочие пчелы. Трутней рабочие пчелы осенью выгоняют из улья, и они погибают.

Тутовый шелкопряд. Тутовый шелкопряд — белая бабочка средней величины (рис. 171). Ее гусеницы перед окукливанием плетут коконы из шелковой нити, которая образуется при застывании жидкости, выделяемой на нижней губе из шелкоотделительной железы.

Разведением тутового шелкопряда начали заниматься в Китае около 5 тыс. лет назад. В процессе одомашнивания из поколения в поколение для разведения оставляли бабочек, которые откладывали много яиц и имели слаборазвитые крылья. В результате длительного отбора самки тутового шелкопряда перестали летать, что облегчало их содержание. Отбор крупных коконов привел к тому, что нить их стала длинной — до 1000 м и более.

Распространение шелководства связано с местами произрастания тутового дерева, или шелковицы, листьями которого питаются гусеницы тутового шелкопряда. За последние десятилетия выведены различные породы тутового шелкопряда, отличающиеся величиной коконов, их окраской, длиной и прочностью нити.

Самки тутового шелкопряда откладывают по 300 — 600 яиц. Яйца покрыты плотной хитинизированной оболочкой и называются греной. Гусениц выращивают на специальных этажерках с парусиновыми полками. Кормят их листьями тутового дерева.

Гусеницы растут, линяют. После четвертой линьки на этажерки ставят веники из сухих прутьев — коконники. Гусеницы переползают на них, плетут коконы и окукливаются.

Коконы собирают и часть из них отправляют на специальные станции для получения грены, а остальные поступают на фабрики, где их обрабатывают горячим паром и разматывают на особых машинах. Нити идут на изготовление шелка, а заморенные куколки — на корм сельскохозяйственным животным.

Работа с моделями, схемами, таблицами

Задание. Заполните таблицу «Насекомые нашего края»

Ответ.

Проводим исследование

Лабораторная работа. Изучение типов развития насекомых

Цель: изучить особенности развития насекомых разных групп.

Материалы и оборудование: лупа, фиксированные коллекции «Развитие кузнечика

певчего», «Развитие бабочки».

Ход работы

1. Рассмотрите коллекцию «Развитие кузнечика». Найдите яйцо, личинки и взрослое насекомое. Сравните их. Чем они различаются?

Ответ. Личинки и взрослое насекомое различаются размерами, строение не отличается.

2. Рассмотрите коллекцию «Развитие бабочек». Найдите яйцо, личинку (гусеницу), куколку и взрослое насекомое. Сравните каждую стадию между собой. Объясните, чем они различаются.

Ответ. У бабочек личинки совсем не похожи на взрослых особей. У личинок отсутствуют сложные глаза, тело — червеобразное. Отсутствуют усики, нет крыльев.

Куколка — неподвижное промежуточное звено между личинкой и взрослым насекомым. Куколки покрыты общим покровом, охватывающим все тело, включая усики, ноги и крылья. Двигать конечностями они не могут

3. Сравните развитие насекомых с полным и с неполным превращением.

Ответ. Неполное превращение в целом характеризуется прохождением лишь трех стадий — яйца, личинки и взрослое насекомое. Личинки насекомых с неполным превращением внешне сходны со взрослыми особями и, подобно последним, имеют сложные глаза, такие же, как у взрослых, ротовые органы и в более старших возрастах — хорошо выраженные наружные зачатки крыльев. Помимо этого, у многих насекомых с неполным превращением личинки ведут сходный со взрослыми животными образ жизни и могут встречаться совместно с последними.

При полном превращении проходят стадии: яйцо — личинка — куколка — взрослое насекомое. Личинки насекомых с полным превращением, как правило, мало похожи на взрослых особей. Нередко сегменты тела личинки однородны, то есть отсутствует резкое разделение тела на грудной и брюшной отделы. Помимо того, личинки живут в иной среде, чем взрослые. В связи с этим большинство органов истинных личинок имеют временный характер. Куколка — переходная форма от личинки к взрослому животному. В таком состоянии животное зимует, органы претерпевают значительные изменения. Из куколки выходит взрослое насекомое.

4. Зарисуйте стадии развития в рабочую тетрадь.

Ответ: