Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Энтомология. Курс лекций.pdf
Котельникова О.Б.
Э Н Т О М О Л О Г И Я
курс лекций
Курск
Издательство Курской государственной сельскохозяйственной
академии
2022
УДК 595.7 (075)
ББК 28.691.89 я7
Э67
Печатается по решению методического
совета ФГОУ ВО «Курская ГСХА»
Энтомология : курс лекций /сост. О. Б. Котельникова.– изд. перераб. и доп.–
Курск : Курская ГСХА, 2022.– 78 с.– Текст : электронный.
Курс лекций подготовлен в соответствии с Государственным образовательным
стандартом, программой дисциплины «Энтомология» для студентов агротехнологических
специальностей.
Курс лекций содержит сведения о морфологических, анатомических, и
биологических и экологических особенностях развития насекомых, характеристику
основных отрядов и семейств класса насекомых и предназначен для студентов
сельскохозяйственной академии, обучающихся по направлению подготовки 35.03.04
Агрономия и 35.03.05Садоводство.
Рецензент:
Засорина Э.В., доктор сельскохозяйственных наук, профессор
ФГОУ ВПО «Курская ГСХА», 2022
Содержание
Стр.
1. Энтомология как учебная дисциплина. Морфология насекомых 4
2. Морфология насекомых (продолжение) 11
3. Морфология насекомых (продолжение) 18
4. Анатомия и физиология насекомых 21
5. Биология размножения и развития насекомых 38
6. Систематика насекомых 46
7. Экология насекомых. Прогноз и сигнализация. 68
4
Лекция 1
Энтомология как учебная дисциплина. Морфология насекомых
План лекции
1. Энтомология как учебная дисциплина
2. Морфология насекомых. Строение головы насекомых.
3. Придатки головы.
1 Энтомология как учебная дисциплина
Энтомология (от греческих слов entomon- насекомое, logos- наука) изучает
мир насекомых. Современная энтомология представляет собой бурно
развивающуюся отрасль биологии, вносит существенный вклад в науку и
тесно связана с практикой. В настоящее время существует не менее 1
млн.видов насекомых, до 100 тыс. видов в России. Ежегодно описывают и
регистрируют более 7000 новых видов, и каждый час выходит новая работа
по энтомологии.
Энтомология представляет собой теоретический фундамент современных
знаний об общих свойствах насекомых и является также научной основой
прикладных энтомологических дисциплин - сельскохозяйственной, лесной,
медицинской и ветеринарной энтомологии. К ним близко примыкают
пчеловодство и шелководство.
Мир насекомых отличается поистине бесконечным разнообразием своих
свойств и играет выдающуюся роль в круговороте веществ в природе, в
деятельности человека. Максимальное использование всех разнообразных
полезных свойств насекомых и рациональная борьба с вредными видами
составляют одну из существенных задач современности. Это потребует
глубоких теоретических знаний о насекомых в первую очередь в области
общей энтомологии.
2 Морфология насекомых
Тело насекомого покрыто снаружи более или менее плотной кутикулой,
которая играет роль наружного скелета и образует твердый панцирь; этим
насекомые резко отличаются от позвоночных, у которых скелет внутренний.
Подвижность тела достигается подразделением его на серию члеников, или
сегментов. Большое значение имеет высокая способность насекомых к
массовому размножению. Таким образом насекомых соединяют громадную
пластичность организации с ее чрезвычайной стойкостью. Размеры тела
насекомого варьируют в 1500 раз (от 0,2 мм наездники до 30см ЮжноАмериканская бабочка Тизания).
5
Таким образом, насекомые обладают следующими признаками: тело их
расчленено на сегменты и подразделяется на три отдела- голову, грудь,
брюшко. Голова несет ротовые органы и одну пару усиков, грудь
трехчлениста и несет три пары ног и обычно также крылья, брюшко
содержит до 12 сегментов и, как правило, лишено ног.
В процессе эволюции произошла олигомеризация тела, т.е. уменьшение
числа сходных между собой сегментов путем их редукции и полного
исчезновения, либо путем смены функций, либо полного слияния некоторых
частей сегментов. Поэтому видимое число сегментов у насекомых не
превышает даже у самых примитивных 15. Степень олигомеризации тела
характеризует морфологическое совершенство и уровень эволюционного
прогресса, достигнутого теми или иными представителями класса
насекомых.
Тип членистоногие родственен аннелидам (кольч.червям), У них гомономная
сегментации тела, примитивные органы движения в виде параподий и
нервная система в виде брюшной нервной цепочки. У членистоногих при
сохранении того же плана строения возникает ряд усовершенствований.
Кутикула подвергается сложному процессу хитинизации или склеротизации,
в результате которого определенные участки СКЛЕРИТЫ становятся
твердыми, а остальные – гибкими, обеспечивая склеритам подвижность.
Твердый наружный скелет создает существенные преимущества по
сравнению с позвоночными: он защищает тело с поверхности и увеличивает
сопротивление на деформацию. Прочность тела насекомого почти втрое
превышает прочность тела позвоночного. Кутикула также играет роль
барьера, препятствующего испарению воды из тела, и служит местом
прикрепления изнутри скелетных мышц.
Сегменты тела членистоногих несут по паре конечностей, которые длиннее
параподий и членистые. Основная функция конечностей – передвижение, но
могут участвовать в приеме пищи, размножении, постройках. У членист.
Появились специализированные ротовые придатки, а у насекомых еще и
придатки груди –крылья. Именно эта особенность насекомых явилась
главным фактором, позволившим столь полно завоевать сушу и поставило
насекомых на первое место после позвоночных. Полет возникал в истории
животного мира 4 раза: у птерозавров, птиц, летучих мышей, насекомых.
Строение головы насекомых (caput). Голова насекомого по своему размеру
наименьший из отделов тела Увеличение ее размеров может происходить за
счет различных выростов( рог у жука носорога), усиленного развития глаз(
крупные стрекозы).Голова – это округлая капсула, но есть исключения: у
жуков-долгоносиков голова вытянута в головотрубку - длинную или
короткую, тонкую или толстую. Головотрубка служит для прогрызания
канала в плотном пищевом субстрате (орехи, желуди) и для
6
проталкивания в канал откладываемого яйца. Поэтому головотрубка самцов
слабее развита. Челюсти всегда находятся на конце головотрубки.
На голове различают переднюю поверхность – лоб (frons), который к верху
переходит в темя (vertex) и далее назад – в затылок (occiput); книзу или
кпереди от лба располагается наличник, или клипеус (clypeus), а далее вниз
–
верхняя губа (labrum) в виде подвижной пластинки, прикрывающей сверху
ротовые органы; на боках головы – под и за глазами – находятся щеки
(genae), а позади них – защеки (postgenae). Различают три типа постановки
головы у насекомых:
–
А- гипогнатический; Б-прогнатический; В-опистогнатический.
Наиболее типичное состояние – гипогнатическое, при котором продольная
ось головы перпендикулярна оси тела, а ротовые органы обращены вниз (
саранча, кузнечик).При более специализированном прогнатическом типе,
свойственном многим хищникам, ротовые органы обращены вперед и ось
головы совпадает с осью тела ( жужелицы). При опистогнатическом типе
голова сильно скошена вниз и назад, а ее ось образует острый угол с осью
тела (цикадки).
Личинок высших мух всегда приводят как пример «безголовых» форм.
Имеет место в данном случает атрофия некоторой части головы. Головной
мозг смещается в грудные сегменты, т.е. исчезает основной признак головы.
Происходит сложное втягивание головы в первый грудной сегмент
Атрофируются также ротовые придатки. Ротовой аппарат в данном случае
придставлен парой сильных крючьев, которые могут выдвигаться вперед,
функционируя как челюсти.
3 Придатки головы.
Усики, антенны (antennae) или сяжки.
Антенны располагаются в неглубокой антеннальной ямке на темени, вблизи
глаз или верхних челюстей насекомого и состоят из основного членика
(scapus), членика-ножки (pedicelum) и многочленикового жгутика
(flagellum). Подвижность основного членика обеспечивается мышцами,
связанными с тенторием, однако он имеет и собственную мускулатуру,
управляющую движениями ножки и жгутика, членики которого обычно
лишены мышц. Строение усиков весьма разнообразно и часто служит
признаком для распознавания различных насекомых.
В практике защиты растений нередко приходится распознавать пол
насекомого. Достаточно яркие различия, проявляющиеся между самцами и
самками по ряду внешних вторичных половых признаков называются
половым диморфизмом. Это фенотипическая дифференциация особей
противоположного пола, проявляющаяся в явных морфологических
различиях самца и самки. При наличии полового диморфизма самцы обычно
7
отличаются более сильным развитием усиков ( бабочки шелкопряды,
волнянки), глаз (пчелиные и складчатокрылые осы), ротовых частей ( жуки
рогачи), придатков брюшка (уховертки), придатков кожи ( жук носорог),
окраской тела и большей подвижностью. Самцов от самок можно также
отличить по наличию генитальных придатков на 8-9м сегментах брюшка.
Наиболее резко половой диморфизм выражен у представителей отряда
веерокрылых, большинства видов кокцид из отряда равнокрылых, некоторых
бабочек (зимняя пяденица, непарный шелкопряд).
Ротовые аппараты насекомых
Основу ротовых аппаратов насекомых составляет верхняя губа, 3 пары
ротовых конечностей.
Грызущий (ортоптероидный) ротовой аппарат является исходным, он
свойственен саранчовым, кузнечикам, т.е. представителям отряда Orthoptera,
а также жукам и другим насекомым.
Ротовой аппарат состоит из:
верхняя губа – labrum;
верхних челюстей – mandibulae
нижних челюстей – maxillaе
нижней губы – labrum
Верхние челюсти – твердые нерасчлененные образования, снабженные у
хищников острыми сильными зубцами. Это мощное откусывающее –
дробильное оружие. Построению они наиболее простые, Но эта простота –
результат специализации, которая привела к утрате одних частей типичной
челюсти и к усиленному развитию других, верхние челюсти - это самый
прогрессивный компонент грызущего ротового аппарата.
У крылатых насекомых имеются 2 точки сочленения челюсти с головной
капсулой, это обеспечивает мощные разводящие и сводящие движения.
Между этими 2 точками образуется сочленовая ось. Движение мандибул
подвергается коренному изменению. Вместо небольших качаний на 1
точке(мыщелке) в разных направлениях мандибула теперь может качаться в
одной плоскости – вокруг сочленовой оси. Движения стали точнее и мощнее.
Жевательный край мандибулы несет зубцы короткие широкие коренные и
острые длинные резцовые.(рогохвост прогрызает стенки свинцовых камер на
фабриках серной кислоты).
8
Нижние челюсти - устроены сложно, состоят их основного членика (cardo),
стволика (stipes), наружной жевательной лопасти (galea), внутренней
жевательной лопасти (lacinia), челюстного щупика (palpusmaxillaris).
Имеется сложная мускулатура Одни мышцы вызывают движение всей
максиллы, другие – отдельных ее частей, Приводимые в движение все части
нижней челюсти принимают участие в пережевывании пищи, причем
нижнегубной щупик является органом вкуса.
Нижняя губа – представляет вторую пару нижних челюстей, слившихся по
средней линии своими основными члениками и стипесами, превратившись в
непарный орган. Они делятся на первичный подбородок (postmentum) и
приментум, отделенные швом. У прямокрылых постментум подразделяется
на ложный подбородок (mentum) и подподбородок (submentum). Прементум
несет язычки, придаточные язычки и губные щупики. Нижнегубные щупики
приводятся в движение небольшими сгибателем и разгибателем,
находящиеся в прементуме. Концевые лопастинки имеют свои мышцы.
Сверху ротовой аппарат прикрыт складкой кожи, образующей верхнюю
губу. Верхняя губа, обе пары челюстей, нижняя губа расположен вокруг рта
и замыкает предротовую (преоральную). В эту полость вдается
языкообразный мясистый орган – поглоточник, или гипофаринкс.
В некоторых случаях рассмотренный грызущий ротовой аппарат
видоизменен в зависимости от консистенции пищи, которой питается
насекомое. Так, у всеядного таракана зубцы мандибул остались только на
резцовом крае. У растительноядной саоранчи зубцы грубые, а на коренном
крае имеются гребни. У личинок жуков усачей питающихся древесиной
зазубренность отсутствует. У хищников (стрекоза) мандибулы снабжены
многочисленными режущими зубцами. Жужелицы карабусы обливают свою
добычу пищеварительным соком еще до проглатывания, используя
мандибулы только для удержания добычи.
От грызущего (исходного) ротового аппарата произошли другие, связанные с
приемом жидкой пищи. Возникают сосущие ротовые аппараты, образуется
хоботок
Грызуще – лижущий ротовой аппарат
Ротовой аппарат пчелиных приспособлен для высасывания из цветков
нектара. Среди обычных для нашей фауны перепончатокрылых-опылителей
особенно длинным хоботком обладают шмели, что позволяет им кормиться
на недоступном для пчел красном клевере.
Грузуще-лижущий ротовой аппарат сформировался путем сокращения одних
компонентов грызущего рта и усиленного развития других. Верхняя губа и
верхние челюсти устроены как в грызущем ротовом аппарате, используются
9
для постройки сотов, ухода за ним. Мышцы от стенок головной капсулы
обеспечивают выдвижение максилл и нижней губы как вместе, так и
независимо друг от друга.
Нижняя губа и нижние челюсти очень сильно удлинились, челюстные
щупики атрофировались, а губные щупики и наружная жевательная лопасть
удлинились. Язычки слились и образовали выдвигающийся желобообразный
орган, проникающий вглубь нектарника цветка. Все вместе это хоботок или
лабио – максилярный комплекс.
Дном хоботка стал подбородок (прементум) нижней губы вместе со своими
придатками. Боковые стенки хоботка образовались из стволиков и галеа
максилл. Сгибаясь вдоль шва и налегая друг на друга краями, они образуют
узкую трубочку, открытую с обоих концов. Отверстие у основания
предназначено для кормления личинок маточным молочком, Это отверстие в
момент всасывания нектара плотно замыкается лациниями (внутренними
жевательными лопастями в виде эластичных створок у основания хоботка).
Вершинное отверстие хоботка незамкнуто, из него выступает язычок, он
густо покрыт щетинками и заканчивается ложечкой, которая погружается в
нектарник, вибрирует, способствуя продвижению нектара вверх к ротовому
отверстию. Продвижению жидкости также способствет глоточный насос.
Сосущий ротовой аппарат
Взрослые особи отряда Lepidoptera (чешуекрылые, бабочки) питаются
нектаром и другой жидкой пищей. Пища всасывается с помощью длинного
хоботка, образованного сложенными вместе наружными жевательными
лопастями нижних челюстей (galea). В результате получается трубка,
открывающаяся в пищевод. В покое трубка спирально скручивается.
Каждая галеа - это полый выступ стенки тела и наполнен кровью. Кроме
крови в нее входит трахейный ствол, нервный тяж и мускулатура. Галеа
вогнуты, образуя желоб, которые, складываясь вместе, образую канал, через
который всасывается жидкость. Герметичность канала обеспечивается
скользящим сочленением и эластичностью кутикулы.
Колюще – сосущий ротовой аппарат
Ротовые органы многих групп насекомых приспособлены для
прокалывания тканей и высасывания из них соков. К таким группам
относятся тли, цикадовые, червецы, щитовки и другие насекомые, сосущие
соки растений; хищницы, водомерки и многие другие хищные формы
питающиеся соками насекомых и других мелких животных; комары,
постельные клопы, вши и блохи сосущие кровь млекопитающих и птиц.
У представителей этих групп верхняя губа, мандибулы и максиллы (а иногда
и гипофаринкс) удлинились и, вкладываясь вместе, образуют тонкую полую
10
иглу. Нижняя губа играет роль прочного футляра, не дающего игле
изгибаться. Вся эта структура носит название хоботка. Чтобы принять пищу,
насекомое прижимает хоботок к хозяину, затем вводит иглу в его ткани и
всасывает соки хозяина через иглу внутрь пищевода.
У клопов, как и у равнокрылых, верхняя и нижние челюсти преобразованы в
четыре колющие щетины, а нижняя губа членистая и имеет сверху желобок.
Челюстных и губных щупиков не сохранилось. Прокол субстрата
производится только колющими щетинками, нижняя губа играет роль ножен,
в которых помещаются колющие щетинки; в проколе она не участвует, но
упирается в субстрат и сгибается коленообразно назад при погружении
колющих щетинок.
У кровососущих комаров ротовые органы сходного типа и также снабжены
четырьмя колющими щетинками, но нижняя губа не члениста. Помимо того,
сильно вытянуты верхняя губа и подглоточник; сохранились хорошо
развитые челюстные щупики.
Универсальный (мускоидный) ротовой аппарат
Среди двукрылых, или мух (отряд Diptera), к которым относится и
комнатная муха, многие также питаются жидкой пищей, включая и
цветочный нектар. Их ротовые органы также имеют вид хоботка, но он
устроен совсем по-иному и является весьма совершенным органом, который
может использовать различные источники пищи. Ротовые органы таких мух
лишены верхних челюстей. Сам хоботок мягкий, состоит в основном из
сильно преобразованной нижней губы и способен высасывать жидкость,
либо отфильтровывать ее из смеси с твердыми частями, либо скрести
твердый питательный субстрат.
У двукрылых, питающихся нектаром а также плотными питательными
субстратами, содержащими нередко и жидкость (например, навоз,
разлагающаяся ткань и пр.), хоботок мягок, сильно преобразован, лишен
жвал, а у высших групп также и нижних челюстей, нижняя губа превращена
во втягиватель, или гаустеллум, на вершине которого сильно развит
лабеллум. Основная конусообразная часть хоботка называется рострумом и
является собственно выростом головы, в который вошли остатки нижних
челюстей. Втягиватель имеет желоб, прикрыт сверху верхней губой, под
которой находится подглоточник со слюнным протоком.
Следовательно, хоботок здесь состоит из рострума, втягивателя и сосальца-
лабеллума. Последний мясист, устроен особенно сложно снабжен на конце
хоботковым отверстием. На своей концевой поверхности он имеет у высших
мух (Muscidae и близкие семейства) фильтрующий орган — псевдотрахеи;
этот орган состоит из многих сходных с трахеями канальцев, выложенных
изнутри серией неполных хитиновых колец. Каждый такой каналец, т. е.
псевдотрахея, снабжен по своей длине серией мелких отверстий.