13.11.2020

Экология насекомых


Экология насекомых — наука о том, как насекомые, индивидуально или в сообществе, взаимодействуют с окружающей средой или экосистемой.

Насекомые — это самая крупная по видовому разнообразию группа животных (их не менее двух миллионов видов, что численно больше, чем всех прочих животных и растений вместе взятых). Согласно расчету К. Б. Уильямса (С. В.Williams), насекомые и самые многочисленные по количеству особей: на планете их не менее 1018 особей. Суммарная биомасса лишь одной стаи саранчи по массе может превосходить 10 000 тонн.

Абиотические факторы

Свет

Воздействие света на насекомых многообразно. Некоторые мелкие насекомые, такие как тли и мелкие наездники, могут погибнуть от вспышки яркого света при фотографировании, по-видимому, из-за возникающего нервного шока. Постоянная темнота может быть благоприятной даже для некоторых дневных насекомых, например, таких как трихограмма или дрозофила. Степень предпочтения ими определённой освещенности называется фотопреферендумом.

Ориентация в полёте

Свет нужен крылатым насекомым для ориентации в полёте, поэтому в глубоких пещерах крылатых насекомых нет. Насекомые способны различать угол падения солнечных (и лунных) лучей, корректируя по нему направление своего движения. Такая реакция на свет называется менотаксисом и особенно хорошо изучена для пчёл. С ней связан знаменитый пчелиный танец. Для успешной ориентации в пространстве по углу падения света необходимо учитывать движение Солнца, то есть увязывать показания зрения с биологическими часами. Реакция на полученный синтез носит название астротаксиса и кроме пчёл характерна для околоводных стафилинид и водомерок. Им необходимо ориентироваться в направлениях «к урезу» — «от уреза» для быстрых действий в случае опасности.

Фототаксис

Отрицательный фототаксис возникает чаще всего при воздействии высокой температуры и низкой влажности и усиливается в ночное время. Для почвенных насекомых он особенно типичен. В случае опасности многие жуки также стремятся в темноту, что проявляется в заползании в укрытие или в падении с кормового растения на землю. Для хорошо летающих насекомых характерна противоположная реакция — стремление в случае опасности к свету как к признаку открытого пространства, то есть положительный фототаксис. Последний также характерен для выходящих из укрытия/куколки, готовых к расселению и/или активному поиску партнёра насекомых.

Лёт на свет

Широко известно явление лёта всевозможных насекомых на свет, особенно в ночное время. Реакция идёт как на точечный источник, так и на экран. Вблизи источника насекомые дезориентируются, но через некоторое время могут улететь восвояси. Особо привлекателен ультрафиолет. Это не удивительно, так как в природе ультрафиолетовая окраска присутствует на цветках растений, на крыльях бабочек, на колониях дрожжей (что важно для дрозофил), в небе и отражении неба на воде.

  • В 1917 году В. Будденброк предложил гипотезу о том, что лёт на свет — это сбой менотаксиса. В естественных условиях насекомые ориентируются на солнечные/лунные лучи, которые параллельны друг другу у поверхности Земли. Однако лучи от точечного источника, например, лампочки, расходятся радиально. Очевидно, что прежний тип ориентации в такой ситуации приводит к движению по спирали к источнику. Гипотеза не объясняет лёт насекомых на экран и способность улететь обратно.
  • В 1924 году Ж. Лебу выдвинул гипотезу о тропотаксисе — неотрывном следовании за источником света. Очевидно, что в природе тропотаксис наблюдается далеко не всегда и с его помощью нельзя объяснить лёт большинства насекомых, однако заслуга Ж. Лебу в том, что он объяснил возможный механизм тропотаксиса. От более сильного освещения одного из глаз противоположная сторона тела приходит в тонус и её ноги движутся более интенсивно, происходит поворот тела и коррекция направления к источнику. Был даже построен небольшой робот, способный ехать по парку за человеком с фонариком, руководствуясь этим принципом.
  • Лёт на свет отчасти объясняется положительным фототаксисом на открытое пространство.
  • Лёт на свет отчасти объясняется положительным фототаксисом на благоприятную освещённость.
  • Лёт на свет отчасти объясняется положительным фототаксисом в качестве реакции на опасность. В отличие от естественного света, искусственный усиливается при приближении, возникает положительная обратная связь. Интенсивность света увеличивается, вызывая шок насекомого, реакция на шок — бегство к свету, в результате которого интенсивность света ещё более увеличивается.

Явление лёта на свет используется для получения фаунистической информации в энтомологии. С помощью светоловушек нельзя получить достоверных количественных данных (численность, биомасса, половая структура популяции, соотношение численности видов в сообществе и т. д.). Лов насекомых на свет неоднократно применялся как средство борьбы с нежелательными насекомыми. Однако борьба таким способом с лесными и полевыми вредителями, во-первых, малоэффективна, во-вторых, неэтична, так как подспудно гибнут невредные и редкие насекомые. Лампы, особенно ультрафиолетовые, для борьбы с насекомыми в жилищах человека, напротив, эффективны и широко представлены в продаже.

Температура

Температура — один из главных факторов, определяющих жизнь насекомых, так как они являются холоднокровными животными. Скорость процессов в организме насекомых напрямую зависит от температуры окружающей среды. В частности, описаны случаи гибели от голода насекомых с кишкой, заполненной глюкозой, при низких температурах — из-за сильного замедления всасывания.

Слишком высокая и слишком низкая температуры в целом снижают активность насекомых. Клопы, жуки, цикадки и крылатые муравьи более чувствительны к понижению температуры, чем двукрылые и бабочки. В арктических условиях, где активность возможна лишь в течение короткого интервала времени, температура может почти полностью определять поведение насекомых; в условиях умеренной зоны — зимой, весной и поздней осенью, в отдельные дни и летом, а в пустынной зоне — почти ежедневно в летнее время.

В мире насекомых существует несколько способов регуляции температуры тела:

  • Активное перемещение в зону с более благоприятной температурой, например, вертикальные миграции почвенных животных;
  • Отражающие покровы;
  • Мохнатые покровы;
  • Использование тепла, выделяемого при высокой мышечной активности;
  • Угол крыла.

Последние три способа хорошо проиллюстрированы в отряде бабочек. Многие дневные греются на солнце, соответствующим образом располагая крылья, а активные в ночное время бражники сберегают тепло, выработанное при интенсивной работе полётных мышц, при помощи густых волосков, покрывающих тело.

Некоторые насекомые приспособились к переживанию мороза. Как и для хордовых, для насекомых основная проблема здесь — изранивание клеток кристалликами льда. Готовящиеся к зимней диапаузе насекомые по максимуму избавляются от воды в теле, удаляют содержимое пищеварительного тракта и по возможности все вещества, способствующие кристаллизации, при этом накапливают жиры, гликоген, аминокислоты и т. д.

Повышение температуры значительно за 40 градусов, также как и у хордовых, вызывает смерть от денатурации белков. Основной способ спасения — активные миграции, например, закапывание пустынных чернотелок в песок. Основная опасность умеренно высоких температур — уменьшение влажности (см. Влажность). Так как при росте температуры увеличивается скорость реакций организма насекомого, в более тёплых условиях происходит уменьшение размеров насекомого. У водомерок возрастает доля мигрирующих (длиннокрылых) особей в популяции, так как очевидно, что водоём будет пересыхать.

Влажность

Насекомых наземно-воздушной среды от высыхания хранит наружный воскоподобный слой кутикулы — эпикутикула. Однако при высоких температурах им приходится мигрировать, закапываться, искать источники воды или активизировать дыхание для получения метаболической.

Не имеют эпикутикулы водные и почвенные личинки. Водная и почвенная — это среды избыточной влажности, но недостатка воздуха. Таким образом, эпикутикула как защита от высыхания была бы полезна лишь в исключительных случаях, а препятствовала кожному дыханию, которому отчасти способны личинки, бы всегда. Как результат, почвенная мезофауна очень чувствительна к почвенной влажности. При её недостатке активно мигрирует, впадает в диапаузу или гибнет. Для проволочников известно явление дополнительного повреждения корней и молодых побегов в целях утоления жажды. Через свои проницаемые покровы почвенные личинки не только отдают, но и впитывают воду.

Избыток или недостаток влаги в пище может быть восполнен с помощью особых механизмов пищеварительной системы. Получающие с пищей избыток воды (Sternorrhyncha) имеют так называемую фильтрационную камеру, покрывающую первый отдел средней кишки, связанную с задней кишкой или концом средней. Здесь лишняя вода отсасывается сразу же, минуя петли пищеварительного тракта. Прямая кишка может иметь специальный слепой вырост — ректальную ампулу, направленную к фильтрационной камере. (Однако в других отрядах ректальная ампула используется в регуляции объёма и плотности тела для изменения плавучести или линьки). Экономии получаемой из пищи влаги способствует явление криптонефрии (см. Мальпигиевы сосуды).

Электричество

Кутикула является изолятором, а для мелких насекомых при трении статическое электричество может являться серьёзным неудобством. Возможно, шипы некоторых насекомых — это приспособления для сброса заряда. Известен факт предпочтения насекомыми металлической сетки другим поверхностям, то есть выбора места, где они будут избавлены от накопления заряда.

Питание

Насекомые, благодаря своей многочисленности и большому разнообразию, играют важнейшую роль в пищевых цепях экосистем мира (антофилия, энтомофагия, энтомофилия, энтомохория, санитарная роль трупоедов некрофагов, участие в почвообразовании). Насекомыми питаются многие животные: рыбы, земноводные (у лягушки — до 95 % рациона), пресмыкающиеся (ящерицы поедают до 10-20 насекомых в сутки), птицы, млекопитающие (чисто насекомоядными являются землеройки, кроты, летучие мыши, муравьеды, броненосцы, как дополнение к основной пище насекомые служат многим другим видам). Среди беспозвоночных, употребляющих в пищу насекомых — скорпионы, фаланги, сольпуги, сенокосцы, пауки, сколопендры, костянки и огромная армия насекомых-энтомофагов (хищников и паразитов). Более 80 % растений опыляются насекомыми (пчёлы, бабочки, шмели и др.), и можно с уверенностью сказать, что цветок — результат совместной эволюции растений и насекомых.

  • Пищевая специализация I порядка — приспособление к постоянному питанию каким-либо из видов органики. Так, очень многие виды являются растительноядными, или фитофагами, другие составляют группу хищников и паразитов, а остальные представлены всякого рода потребителями мертвой органики: сапрофаги питаются гниющими веществами, некрофаги — трупами животных, копрофаги — помётом, детритофаги — растительными остатками на поверхности почвы. При использования каких-либо отдельных тканей, органов или частей животного возникают дальнейшие подразделения рассмотренных специализаций: среди фитофагов появляются потребители листьев — филлофаги, плодов — карпофаги, древесины — ксилофаги, корней — ризофаги, а также галлообразователи; среди хищников и паразитов могут быть кровососы, эктопаразиты, эндопаразиты.
  • Пищевая специализация II порядка — появление избирательности уже внутри вышеназванных основных источников пищи. Так, среди фитофагов, хищников и паразитов есть одноядные монофаги, ограниченноядные олигофаги и многоядные полифаги. Хищники и паразиты других насекомых (например, трихограммы) нередко обозначаются термином энтомофаги.

Места обитания

Практически все места Земли на суше заняты в той или иной степени насекомыми. Насекомые обитают в подавляющем большинстве известных наземных биотопов, заняв такие негостеприимные экосистемы, как высокогорье, глубокие пещеры, а также зарождающиеся экосистемы недавно образовавшихся островов вулканического происхождения. Известны и морские насекомые, относящиеся к особому семейству водомерок из отряда полужесткокрылых.

Инвазивные насекомые

Большую проблему в последнее время представляют инвазивные виды насекомых, то есть такие, которые были случайно завезены человеком в новые места и там прижились. Инвазивные виды отрицательно влияют на местную фауну и флору. Известные примеры: колорадский жук, аргентинский муравей, красный огненный муравей.

Для контролирования ввоза инвазивных видов существует Федеральная служба по ветеринарному и фитосанитарному надзору (Россельхознадзор).

Журналы

  • Ecological Entomology (1976-) (Королевское энтомологическое общество Лондона) [1]
  • Journal of Animal Ecology

Похожие новости:

Anagrus setosus

Anagrus setosus
Anagrus setosus (лат.) — вид хальцидоидных наездников рода Anagrus из семейства Mymaridae. Паразиты яиц насекомых. Распространение Дальний Восток России, Юго-Восточная Азия (Китай, Непал,

Tinkerbella nana

Tinkerbella nana
Tinkerbella nana (лат.) — вид микроскопических насекомых из семейства паразитических наездников Mymaridae (Chalcidoidea) отряда перепончатокрылые насекомые. Эндемик Центральной Америки: Коста-Рика.

Сифункулятозы (вшивость)

Сифункулятозы (вшивость)
Сифункулятозы – вшивость. Это заболевание животных проявляется снижением продуктивности, дерматитами и зудом кожных покровов. Возбудителем его являются многочисленные виды насекомых, входящих в

Гормоны насекомых (часть 2)

Гормоны насекомых (часть 2)
Уигглсворс применял метод парабиоза, т. е. соединял кровеносные системы двух личинок (нимф) тонким стеклянным капилляром (рис. 12.2). При кормлении одной из этих нимф до парабиоза обе нимфы линяли в
Комментариев пока еще нет. Вы можете стать первым!

Добавить комментарий!

Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
Введите два слова, показанных на изображении: *
Популярные новости
Советы Окна Райв: Стоит ли установить пластиковые окна самостоятельно
Советы Окна Райв: Стоит ли установить пластиковые окна самостоятельно
Качественные пластиковые окна могут влететь вам в копеечку, и денег на их установку, вполне...
Виды материалов, применяемых для изолирования трубопроводов. Преимущества полимерно-битумной ленты «Литкор НК ГАЗ»
Виды материалов, применяемых для изолирования трубопроводов. Преимущества полимерно-битумной ленты «Литкор НК ГАЗ»
Что такое полимерно-битумная лента? Для чего они применяются? Какие преимущества у ленты "Литкор НК...
Недорогие печи Лиговъ - качественная российская продукция
Недорогие печи Лиговъ - качественная российская продукция
Оснащенные «подовым горением» печи-камины стала выпускать компания «Лиговъ». От «колосниковых»...
Камины Астов (Astov) - российская продукция премиум-класса
Камины Астов (Astov) - российская продукция премиум-класса
Камины устанавливаются в загородных домах и квартирах все чаще. Ассоциации они вызывают обычно...
Что стоит принять во внимание прежде, чем вступить в СРО строителей
Что стоит принять во внимание прежде, чем вступить в СРО строителей
Вступление в СРО строителей в наше время – дело необходимое. Членство поможет повысить качество...
Виды окон ПВХ и их преимущества
Виды окон ПВХ и их преимущества
В конце девяностых годов прошлого века в нашей стране появились пластиковые окна. Они сразу же...
Особенности проведения отделки балкона
Особенности проведения отделки балкона
Балкон — это особое пространство квартиры, которое отличается небольшими квадратными метрами и...
Все новости