Строение и типы крыльев
Крылья насекомых обычно представлены двумя парами и являются придатками средне- и заднегруди. Реже бывает развита лишь пара передних крыльев (мухи и др.), а иногда только пара задних крыльев (самцы веерокрылых). У многих насекомых крылья недоразвиты или отсутствуют (вши, блохи и др.).
Крыло представляет собой двухслойную складку покровов тела, которые сближаются и затвердевают, образуя эластичную пластинку. Между складками расположены жилки. Жилкование крыла, т.е. форма, число и расположение жилок, очень разнообразно у различных групп насекомых и служит важным признаком при их определении.
Брюшко и его придатки
Строение брюшка. Брюшко является третьим отделом тела, состоит из ряда более или менее сходных сегментов и у взрослых насекомых лишено ног . Сегменты брюшка устроены проще грудных и состоят из: верхнего полукольца; нижнего полукольца, соединенных более или менее обширной мембраной.
Максимальное число сегментов брюшка равно 12, включая и хвостовой компонент, который несет анальное отверстие и лишен придатков.
По характеру сочленения с грудью различают три типа брюшка: сидячее брюшко - прикреплено к заднегруди всем своим основанием, не образуя перетяжки, и характерно для большинства насекомых; висячее брюшко – имеет короткую перетяжку (пчелиные); стебельчатое брюшко – имеет длинную перетяжку (роющие осы, наездники, муравьи).
Придатки брюшка. На VIII и IX сегментах брюшка расположены наружные половые придатки, или гениталии. Эти сегменты называются генитальными. К придаткам генитальных сегментов относятся яйцеклад у самки и гениталии у самца.
Развитие насекомых. Постэмбриональное развитие.
Весь период развития любого насекомого делится на: начальный, более короткий период развития в яйце - зародышевое или эмбриональное развитие и на весь последующий, более продолжительный период послезародышевого или постэмбрионального развития. Послезародышевое развитие у подавляющего большинства насекомых сопровождается превращением, или метаморфозом, так как в процессе его происходит превращение из одной фазы развития в другую: личинки – в куколку, из куколки во взрослое насекомое или из личинки – во взрослое насекомое без прохождения фазы куколки.
Развитие, при котором насекомое проходит все четыре фазы: яйца, личинки, куколки и взрослого насекомого называется полным (бабочки, жуки). Развитие без прохождения фазы куколки, т.е. всего с тремя фазами, называется поэтому неполным (клопы).
Большинство насекомых откладывает яйца. Развитие зародыша и вылупление личинки из яйца происходит во внешней среде уже после его откладки. Встречаются и случаи живорождения, когда эмбриональное развитие завершается в теле матери и ею рождается личинка (тли, некоторые представители таракановых, трипсов, жуков и мух) или даже закончившая питание предкуколка (муха це-це и некоторые другие мухи – кровососки).
Зародышевое или эмбриональное развитие (после оплодотворения яйца).
Развившийся зародыш заполняет яйцо, через оболочки яйца становятся видны темные точки просвечивающих концов ротовых придатков и глаз. Личинка уже сформировалась и вскоре выходит из яйца, прогрызая оболочки или прорывая их специальным головным шипом. На этом эмбриональное развитие заканчивается.
Обычно период эмбрионального развития яйца у насекомых длится от 2 до 20 дней. Однако на созревание яиц большое влияние оказывает температура, влажность и другие условия внешней среды. При благоприятных климатических условиях созревание яиц продолжается от 2-3 до 8-10 дней.
Постэмбриональное развитие насекомых
После выхода личинки их яйца начинается период постэмбрионального развития насекомого. Этот период не является простым ростом и увеличением размера тела, а характеризуется переходом организма из одной фазы в другую. К постэмбриональному развитию относятся фазы: личинки, куколки и взрослого насекомого.
А) Фаза личинки.
Фаза личинки – это фаза роста и развития насекомого. Насекомое в личиночной фазе поглощает много пищи и ведет в большинстве случаев активный, подвижный образ жизни.
Личинки насекомых с полным превращением подразделяют на три основных типа: камподеовидные, червеобразные и гусеницеобразные.
Камподеобразные личинки ведут хищный образ жизни и быстро передвигаются при помощи трех пар грудных ног. Тело удлиненное, более менее треугольной формы с направленными вперед мощными ротовыми органами, часто с хвостовыми придатками, полностью или частично темноокрашенные (личинки жуков-жужелиц и коровки).
Червеобразные личинки имеют меньшую по сравнению с предыдущим типом подвижность, различную степень обособленности головной капсулы и развития грудных ног, чаще более светлую окраску (личинки листоедов, жуков долгоносиков, короедов, муравьев, пчелиных, ос).
Гусеницеобразные личинки имеют хорошо обособленную головную капсулу, три пары грудных ног и от двух до восьми пар брюшных ложных ног (гусеницы бабочек, ложногусеницы пилильщиков).
Формы личинок. Личинки насекомых очень разнообразны. У насекомых с неполным превращением (кузнечиковые, сверчковые, саранчовые; цикадовые, тли, клопы и др.) личинки похожи на взрослое насекомое. Они имеют, как у взрослых сложные или фасеточные глаза, такой же ротовой аппарат. Отличаются от взрослых насекомых только размерами тела, недоразвитыми крыльями (у крылатых) и недоразвитыми половыми органами.
Личинки с ясно выраженными зачатками крыльев называются нимфами. Появление нимф – хороший показатель приближающегося выхода взрослых насекомых и их лета.
У насекомых с полным превращением (жуки, бабочки, мухи и др.) личинки совершенно не похожи на взрослых насекомых. Личинки эти обыкновенно удлиненные, червеобразные, гусеницеобразные. У большинства из них обособленная голова и грызущий ротовой аппарат, который нередко у взрослого насекомого отсутствует (например, у личинки бабочки ротовой аппарат грызущий, а у бабочки – сосущий).
Развитие личинки. Фаза личинки – наиболее продолжительная фаза развития насекомого.
Фаза личинки характеризуется интенсивным питанием , ростом и развитием. В этот период линейные размеры тела гусеницы тутового шелкопряда, например, увеличиваются с 5,72 (1 возраст) до 72,22 мм (5, последний возраст), т.е. в 23,8 раза, а масса гусеницы – в 9126 раз. Рост личинки носит периодический характер, ограничиваемый каждый раз величиной наружных покровов (кутикулярная оболочка, покрывающая тело и впячивающаяся в переднюю и заднюю кишку и выстилающая все трахеи, не растет и может только несколько растягиваться, например, на брюшных сегментах). Поэтому рост и развитие личинки сопровождается линьками. В процессе линьки происходит образование новой кутикулы (обычно сопровождаемое линейным увеличением примерно на 25% по сравнению с размером старой кутикулы) и отслаивание, частичное растворение изнутри и сбрасывание старой кутикулы в виде шкурки.
При подготовке к линьке личинка постепенно становится менее активной, сокращает, а затем и совершенно прекращает питание. Защитный покров тела – гиподерма, выделяет перед линькой под старым кутукулярным слоем новый, быстро утолщающийся слой. Во время линьки, насекомое не передвигается и не питается длительное время (от нескольких часов до нескольких дней).
Количество линек в течение развития личинки сильно варьируется у различных видов: от 3-5 у большинства видов до 25-30 линек у веснянок. Период между линьками называют возрастом личинки. Первым возрастом считается период начинающийся с момента выхода из яйца и продолжающийся до 1-й линьки, после которого личинка переходит во второй возраст, после 2-й линьки в третий возраст и т.д.).
У насекомых с неполным превращением с момента окончания последней линьки заканчивается личиночная фаза развития и личинка становится взрослым насекомым, а у насекомых с полным превращением личинка после этой линьки превращается в куколку.
Перед превращением в куколку личинки очищают кишечник от испражнений и приготовляют безопасные убежища для окукливания. Личинки, обитающие в почве, делают овальную колыбельку, как например, озимая или капустная совки, свекловичный долгоносик. Окукливающиеся на поверхности земли гусеницы бабочек и ложногусеницы пилильщиков могут изготовлять кокон. Так, например, личинка тутового шелкопряда сплетает кокон, разматывая который получают шелк. Кокон может быть и сетчатым, как у капустной моли. Коконы располагаются различно: открыто и скрыто между листьями , под корой, в стеблях, в ходах, проложенных в ствол и в ветвях.
Личинки многих мух коконируются иначе. Когда происходит последняя линька, личиночная шкурка не сбрасывается, а только отделяется и затвердевает вокруг слинявшей личинки наподобие кокона. Такие коконы называют ложнококонами или пупариями.
После изготовления коконов личинки лежат внутри них почти неподвижно.
Перед окукливанием личинка выпрямляется и как бы набухает. Под ее светлеющими покровами уже становятся заметны зачатки ног и крыльев. Этот период выделяется как особая фаза, предшествующая окукливанию и называется фазой предкуколки или пронимфой.
После сбрасывания последней линочной шкурки личинка заканчивает свое развитие и превращается в куколку.
Б) Фаза куколки
Фаза куколки свойственна только насекомым с полным превращением. Куколка не питается и пребывает в неподвижном состоянии.
Внешне куколка еще не вполне похожа на взрослое насекомое, но уже имеет ряд признаков имаго: а) сложные глаза; б) усики; в) ротовые части; г) наружные зачатки крыльев и др.
По форме куколки разделяются на две группы: свободные и покрытые.
У свободных куколок усики, ноги и крылья лежат свободно на поверхности тела или даже свисают с него, и не прижаты к поверхности тела какой-либо оболочкой. Таковы куколки многих жуков, перепончатокрылых, некоторых мух.
У покрытых куколок, перечисленные выше придатки различимы, но покрыты плотной оболочкой, образующейся из застывших выделений личиночных желез, выходящих наружу во время последней линьки. Таковы куколки большинства бабочек и некоторых жуков (например, жуков-коровок).
Развитие куколки. Внутри почти неподвижной куколки в довольно короткий срок развиваются бурные процессы перестройки личинки во взрослое насекомое.
Превращение это начинается с распада личиночных органов, называемого гистолизом. В результате такого распада мышц пищеварительного канала, а также линочных и шелкоотделительных желез и других личиночных органов, внутри куколки образуется кашицеобразная масса, состоящая из крови и продуктов распада. При этом сохраняются и продолжают действовать жизненно необходимые органы: центральная нервная система; спинной кровеносный сосуд; трахеи, так как дыхание и кровообращение не прекращаются, хотя и отличаются от обычных и восстанавливаются в норме только к концу фазы куколки.
Сохраняются и половые железы. Гистолиз идет одновременно с процессом гистогенеза – образование органов взрослого насекомого (имаго).
Фаза куколки может пройти в очень короткие сроки, всего в 5-10 дней, но может растянуться и на несколько месяцев. Чаще всего она длится 12-15 дней.
Окончательно сформировавшееся взрослое насекомое путем резких движений головы и ног прорывает куколочную оболочку, лопающуюся на спине и пере ногами, отделяет от оболочки брюшко и выходит наружу.