Екологія комах

Розмноження, розвиток і розповсюдження комах залежать від умов, в яких вони живуть. Оточуючі живий організм умови за звичай називають середовищем. Організм комахи має безліч пристосувань до навколишнього середовища, він сполучений з ним міцними зв'язками. Ці зв'язки називають екологічними, а науку, що вивчає вплив середовища на комах, їх чисельність і розвиток пристосувань, - екологією. Знання екології комах дозволяє прогнозувати рух їх чисельності і обґрунтовано проводити заходи боротьби.

Загальні відомості

Різні види комах неоднаково реагують на зміни навколишнього середовища. Види, що легко переносять різкі коливання мінливого середовища і що швидко пристосовуються до нових умов, називають біологічно пластичними. Біологічна пластичність — дуже важлива властивість виду, що дає йому деякі переваги в боротьбі за життя. Види комах, що мають більшу біологічну пластичність, легше розселяються по території, виживають і розмножуються в різноманітних умовах місцепроживання.

Область розповсюдження виду називається ареалом. В його межах вид мешкає нерівномірно і представлений більш менш переривистими поселеннями. Кожне таке поселення є популяцією. Більшість видів широко поширених комах складаються з безлічі популяцій.

Популяція — основна природна одиниця існування, пристосування і відтворення виду. Вона характеризується певним статевим і віковим складом, чисельністю і схрещуваністю особин різних статей.

Щільність популяції визначається середньою кількістю особин на одиницю площі (на квадратний метр, гектар, дерево) і називається щільністю популяції. Вона в кожного виду різна і мінлива в часі. Її коливання залежать від багатьох причин, що розглядаються нижче. Популяції окремих видів взаємодіють між собою на певній території, зайнятій яким-небудь рослинним угрупуванням. Така територія називається біотопом. Живий склад біотопу (рослини, тварини, мікроорганізми) одержали назву біоценозу.

Біоценоз являє собою історично складений комплекс організмів, займає ділянку території з більш менш однорідними умовами існування. Він є частиною загального природного комплексу — біогеоценозу, або екосистеми, однорідного за топографічними, мікрокліматичними, ґрунтовими, гідрологічними і біотичними умовами.

Комахи відіграють велику роль в житті лісових біогеоценозів. Життя популяції будь-якого виду комах проходить під контролем біогеоценозу, частиною якого вона є і з яким зв'язана безліччю зв'язків. Весь комплекс чинників, що впливають на популяцію комах або окремих особин, підрозділяють на абіотичні і біотичні.

Абіотичні чинники

До абіотичних чинників відносяться фізичні умови місця заселення, що вливають на комах. Основні з них — температура, вологість і опади, світло, вітер і ґрунт. Крім того, на комах впливають клімат в цілому і безперервно змінні погодні умови.

Температура. Комахи не мають постійної температури тіла. Якщо вони знаходяться в стані спокою, температура їх власного тіла визначається температурою навколишнього середовища або інтенсивністю дії сонячних променів. Внаслідок цього активна діяльність комах обмежена певними температурними межами — нижнім і верхнім порогом розвитку. Нижній температурний поріг рівний приблизно 5—8°С, змінюючись в окремих видів від —1 до + 10°С. При зниженні температури тіла комахи за межі нижнього порогу організм впадає в стан холодового заціпеніння, або депресії. Верхній термічний поріг також залежить від виду і фази розвитку комахи, але не перевищує 40°С, найчастіше знаходячись в інтервалі 30—35°С. За цими межами комахи впадають в теплове заціпеніння.

В стані депресії комахи не харчуються і всі життєві функції їх стають дуже слабкими, ледве помітними. Подальше пониження або підвищення температури звичайно приводить до загибелі особини. Виключенням є випадки охолоджування організму комах до дуже низької температури (—80°С і нижче), коли відбувається затвердіння живої протоплазми у вигляді аморфної склоподібної маси без утворення кристалів. Такий стан називається анабіозом, при якому досягається повне припинення процесів обміну речовин з потенційним збереженням життя і можливості її подальшого відновлення.

Температура впливає на всі життєві процеси комах. Найінтенсивніше ріст, розвиток і розмноження комах відбуваються при оптимальних температурах. При відхиленні температури в бік одного з порогів розвитку обмін речовин в тілі комах починає сповільнюватися, що відчувається на різних функціях організму.

Кожна комаха для свого розвитку вимагає певної кількості теплової енергії, так званої суми ефективних температур. Вона складається з суми середньодобових температур, спостережуваних в даній місцевості, за вирахуванням температур менше нижнього порогу розвитку. Наприклад, якщо середньодобова температура Т рівна 15°С, а нижній поріг розвитку рівний 10°С, ефективна температура Т—t буде рівна 15 — 10=5°С. Розрахунок суми ефективних температур (S) проводять по формулі S=(T—t)n, де п — число днів, необхідних для розвитку.

Нижній поріг розвитку відомий (він був визначений експериментальним шляхом в лабораторії) для більшості шкідників лісу, і тому для кожного виду можна обчислити суму ефективних температур. Якщо ж відома сума ефективних температур, легко дізнатися тривалість розвитку комахи в даній місцевості і для видів, що швидко розвиваються, визначити число генерацій в рік.

Різні види комах по-різному переносять коливання температури, спостережувані в природі. Одні легко пристосовуються до великих її коливань і можуть існувати в найрізноманітніших умовах, інші строго прив'язані до вузьких температурних меж життя і витримують тільки незначні зміни.

Комахи активно реагують на температуру. В кожного виду існує певна температура, що віддається перевазі, яка може мінятися на різних етапах його розвитку і при різному фізіологічному стані організму. Комахи, що тяжіють до більш прогріваємих місцепроживань, (узліссям лісу, прорідженим насадженням, південним схилам і т. д.), одержали назву теплолюбивих, або термофільних (златки, непарний шовкопряд, чорнотілки і ін.).

Вологість повітря. Комахи можуть існувати тільки при визначеній вологості повітря, яка тісно пов'язана з температурою. Для кожного виду існують свої критичні межі, за якими починається депресія організму, а потім загибель. При відносній вологості нижче 15% більшість комах гине.

За відношенням до вологості комахи діляться на вологолюбивих (гігрофільних) і посухолюбивих (ксерофільних). Проміжне місце займають средньовологолюбиві види (мезофільні). Вимогливі до вологості види тримаються в більш сирих місцях, а ксерофільні займають найбільш сухі місця зростання. Так, соснова совка тяжіє до сухих сосняків, а сосновий п'ядун зустрічається і в більш зволожених насадженнях. Личинки довгоносика-трухляка не бояться повного насичення обрубків деревини вологою. В протилежність їм личинки златок здатні розвиватися тільки в сухих місцях і заселяють стовбури дерев з лубом, що підсохнув.

Вологість повітря впливає на швидкість розвитку. Так, при температурі 24°С і вологості 55% короїд-типограф проходить весь цикл розвитку за 26 днів, а при тій же температурі і вологості 95% — за 32 дні. Сумісний вплив температури і вологості на розвиток і смертність окремих фаз комах зображається графічно у вигляді термогігрограм. Вологість повітря і субстрату сильно залежить від випадених опадів.

Опади. Є одним з наймогутніших чинників середовища. Вони впливають на комах в пряму і переносному виді, через зміну вологості, рослинність і температуру ґрунту взимку. Прямий вплив опадів, що призводить за звичай до масової загибелі комах, спостерігається при сильних повенях, зливах, крупному граді і т.д. Непрямий вплив опадів на комах дуже яскраво проявляється через рослинність. В роки сильних засух відбувається порушення водного балансу рослин. Це приводить до падіння смоляного і осмотичного тиску і ослаблення захисних функцій дерев. В результаті відбуваються їх заселення шкідниками і швидке збільшення чисельності останніх.

На виживання комах сильно впливають зимові опади у вигляді снігу. Сніжний покрив внаслідок малої теплопровідності має високі теплоізоляційні властивості і надійно захищає комах, зимуючих в ґрунті, лісовій підстилці, під корою повалених дерев, і в основі стовбурів, від вимерзання. За відсутності сніжного покриву або його незначній товщині і лютих морозах спостерігається вимерзання личинок травневого хруща і інших мешканців ґрунту.

Зростання чисельності багатьох лісових комах часто пов'язують з настанням посушливої, а для деяких видів — вологої погоди. Так, поява непарного шовкопряда частіше спостерігається після посушливих років, а монашки — у вологі роки.

Світло. Робить великий вплив на комах. Кожен вид вимагає певних світлових умов для свого життя. Одні з них активні вночі, інші — при смерканні (травневий хрущ), треті — в денний годинник (денні метелики, багато перетинчастокрилих і жуки). Крім того, розрізняють світлолюбивих і тіньовитривалих комах. Златки активні тільки при яскравому світлі і поселяються на добре освітлених деревах по узліссях і в проріджених насадженнях, а соснові лубоїди і деякі інші короїди віддають перевагу густим ділянкам лісу і селяться на затіненому боці стовбурів. При цьому великий вплив робить теплова дія сонячної радіації, оскільки світлолюбні види за звичай і теплолюбиві.

Комахи реагують також на довжину дня. Зміна дня і ночі в певних співвідношеннях регулює їх життєвий цикл. Зменшення довжини дня призводить до гальмування їх росту і діапаузи.

Вітер. Визначає погоду і тим самим робить непрямий вплив на поведінку комах, їх міграцію і розміщення в насадженнях. Він грає велику роль в розповсюдженні комах. Відомі випадки перенесення вітром тлею, молодої гусені непарного шовкопряда і інших комах. Вітер розгойдує і ослабляє узлісні дерева, викликає бурелом і вітровал, які є місцями розмноження короїдів і інших шкідників.

Ґрунт. Є середовищем життя дуже багатьох видів комах, які разом з іншими численними представниками безхребетних (дощові черв'яки, багатоніжки, павуки і ін.) входять в загальний біоценотичний ґрунтовий комплекс. Разом з шкідниками кореневих систем рослин в ґрунті зустрічаються хижаки і сапрофаги, що переробляють рослинний відпад і спушують ґрунт. Багато комах використовують ґрунт як тимчасовий притулок (для зимівлі, укриття від несприятливих умов погоди, перетворення в лялечку і т. д.).

Личинки кореневих шкідників, що мешкають в ґрунті, мають ряд пристосувань для пересування. Так, у личинок пластинчастовусих, що мають С-овидну форму, для запобігання ковзанню тіла служать шипики і гачкуваті щетинки, що розташовані на останньому стерніті.

Комахи живуть в різних ґрунтах. Багато видів настільки тісно пов'язані з певними їх типами, що є індикаторами при діагностиці ґрунтів. Ґрунтові умови роблять великий вплив на розповсюдження і життя ґрунтозаселяючих комах. Температура, вологість, кислотність ґрунту, її механічний склад визначають видовий склад ґрунтозаселяючих комах і впливають на їх чисельність. Межі вертикального розповсюдження комах в ґрунті пов'язані з її насиченістю кореневими системами і гумусом. В багатих гумусом ґрунтах фауна рясніше і різноманітніше, комахи проникають в глибші її шари.

Великий вплив на комах робить лісова підстилка. В ній зимують і перетворюються в лялечку багато комах. Лісова підстилка оберігає ґрунт від промерзання і сприяє виживанню ґрунтонаселяючих і зимуючих в ґрунті комах.