§ 27. Насекомые с неполным превращением

ОСОБЕННОСТИ РАЗВИТИЯ С НЕПОЛНЫМ ПРЕВРАЩЕНИЕМ

Насекомые с неполным превращением (гемиметаболией) проходят в своем индивидуальном развитии всего три последовательные стадии: яйцо → личинка (нимфа) → взрослое насекомое (имаго). В этом цикле развития полностью отсутствует фаза неподвижной куколки.

Личинка, только что вылупившаяся из яйца, внешне представляет собой миниатюрную копию взрослой особи. У нее сформированы фасеточные глаза, четко расчлененное на три отдела тело (голова, грудь, брюшко) и ротовой аппарат точно такого же типа, как у родителей. Личинка живет в той же среде и питается той же пищей, что и взрослое насекомое. Однако она заметно меньше по размерам, не способна к размножению из-за недоразвития половой системы, а на спине у нее имеются лишь короткие наружные зачатки крыльев.

Поскольку жесткая наружная кутикула не растягивается, рост личинки сопровождается периодическими линьками. С каждой очередной линькой зачатки крыльев увеличиваются, изменяются пропорции тела, и после финальной линьки личинка преобразуется в полноценное крылатое половозрелое насекомое — имаго.

Среди огромного класса Насекомые неполный метаморфоз свойственен трем важнейшим отрядам: Прямокрылым, Равнокрылым и Полужесткокрылым (Клопам).

ОТРЯД ПРЯМОКРЫЛЫЕ: ПРЫГУНЫ, МУЗЫКАНТЫ И ОПУСТОШИТЕЛИ ПОЛЕЙ

Отряд Прямокрылые (Orthoptera) объединяет свыше 20 тысяч современных видов (в фауне России известно более 700 видов). Эти насекомые распространены практически во всех природных зонах, но наибольшего процветания достигают на открытых травянистых пространствах — лугах, полянах, степях, полупустынях и саваннах. К прямокрылым относятся кузнечики, саранча, сверчки и медведки.

Анатомические особенности прямокрылых:

• Ротовой аппарат: исключительно крепкий, грызущего типа, снабженный мощными зазубренными челюстями, легко перетирающими волокнистую растительную ткань или хитиновый покров пойманных насекомых;
• Крылья двух разных типов: передняя пара крыльев узкая, прямая, плотная и кожистая. Их называют надкрыльями — они не создают тяги в воздухе, а выполняют защитную функцию, прикрывая от повреждений нежные летательные крылья. Вторая пара — широкие, тонкие, полупрозрачные перепончатые крылья; в состоянии покоя они складываются веерообразно вдоль брюшка под надкрылья, а в полете широко распахиваются;
• Двигательный аппарат: задняя пара ног преобразована в мощные прыгательные конечности. Бедра задних ног сильно утолщены за счет мощной мускулатуры, а голени удлинены. Резкий толчок задних ног позволяет насекомому совершать стремительные спасительные прыжки на несколько метров в длину;
• Акустический аппарат (стрекотание): большинство прямокрылых издают характерные громкие звуки для привлечения особей противоположного пола и территориальной маркировки. Звук возникает в результате быстрого трения определенных частей тела: кузнечики и сверчки трут надкрылья друг о друга (на одном надкрылье расположена зубчатая жилка-смычок, на другом — перепонка-резонатор), а саранчовые проводят зазубренным кантом бедра задней ноги по выступу надкрылья. Органы слуха у кузнечиков расположены на голенях передних ног, а у саранчи — по бокам первого сегмента брюшка.

Различия между кузнечиками и саранчовыми:

В повседневной жизни люди часто путают кузнечиков и саранчу, хотя они принадлежат к разным семействам и отличаются принципиальными биологическими чертами:

• Кузнечики: обладают очень длинными нитевидными усиками, превышающими по длине все туловище. Самки имеют на конце брюшка крупный, острый саблевидный яйцеклад, служащий для погружения яиц в ткани растений или щели почвы. По способу питания большинство кузнечиков — хищники или всеядные охотники, подстерегающие мелких мух, гусениц и бабочек;
• Саранчовые: имеют короткие усики (не длиннее половины головы и груди), а яйцеклад у самок короткий, состоящий из небольших роговых створок для рытья ямок в земле. Саранчовые — строго растительноядные насекомые.

Опасность саранчи и феномен стадности:

Наиболее опасным представителем прямокрылых является перелетная (азиатская) саранча. Для нее характерна способность к фазовой изменчивости:

• При низкой плотности саранча живет скрытно и рассеянно («одиночная фаза»), питаясь травой на лугах и не причиняя масштабного урона;
• При засухе, дефиците сочного корма и скученности включается гормональный механизм: саранча меняет окраску, поведение и переходит в «стадную фазу». Личинки объединяются в гигантские скопления — кулиги («пешая саранча»). Занимая площадь в сотни и тысячи гектаров, миллионы бескрылых личинок лавиной движутся по земле, сплошь уничтожая посевы зерновых культур, бахчи и луговые травы;
• После последней линьки окрыленная саранча поднимается в воздух. Невероятные по размерам стаи из миллиардов особей застилают небо, скрывая солнечный свет, и перемещаются на расстояние до 300 км в сутки, оставляя за собой опустошенные поля и сады.

К отряду прямокрылых относится также медведка — подземный житель с видоизмененными лопатообразными передними ногами, прорывающими лабиринты нор в огородах и подгрызающими клубни картофеля и корни рассады, а также сверчки, облюбовавшие теплые жилища человека и земляные норки.

ОТРЯД РАВНОКРЫЛЫЕ: НЕВИДИМЫЕ СОКОСОСЫ И ЦАРСТВО ПАРТЕНОГЕНЕЗА

Отряд Равнокрылые (Homoptera) объединяет свыше 30 тысяч видов (тли, цикады, листоблошки). Свое название они получили благодаря тому, что обе пары крыльев имеют одинаковую тонкую перепончатую структуру со сравнительно небольшим числом жилок. В покое крылья складываются над брюшком наклонно, напоминавая двускатную крышу домика.

Все представители отряда питаются соками растений. Их ротовой аппарат превращен в тонкий членистый колюще-сосущий хоботок, отходящий от задней части головы. Насекомые вонзают стилетовидные челюсти глубоко в растительную ткань, добираясь до проводящих пучков луба, и накачивают сок с помощью мускулистой глотки.

Биология и вред тлей:

Тли — крошечные нежные насекомые зеленоватого или черного цвета с мягким телом. Они селятся плотными скоплениями на молодых верхушках побегов, нижней пластинке листьев и корнях:

• Повреждение растений: высасывая углеводы, тли вызывают задержку роста побегов, скручивание листьев и появление уродливых наростов — галлов. Кроме того, хоботки тлей служат основными переносчиками тяжелых вирусных заболеваний растений;
• Симбиоз с муравьями: растительный сок состоит преимущественно из воды и сахарозы, но крайне беден незаменимыми аминокислотами. Чтобы насытиться белком, тля прокачивает через кишечник огромное количество жидкости, выделяя излишки сахаров в виде прозрачных сладких капелек — медвяной росы (пади). Муравьи питаются падью: они «доят» тлей поглаживанием усиков, охраняют их колонии от хищных личинок божьих коровок, переносят тлей на свежие побеги и уносят зимующие яйца в свои подземные муравейники.

Сложный жизненный цикл тлей (чередование поколений):

Цикл развития тлей демонстрирует идеальное приспособление к сезонным ритмам природы:

1. Весной из оплодотворенных яиц, перезимовавших на почках деревьев, вылупляются бескрылые самки — основательницы;
2. Они размножаются партеногенезом (развитие зародыша без оплодотворения) и при этом являются живородящими. За короткое время одна самка рождает десятки новых самок, формируя огромные колонии;
3. В середине лета, когда кормовые растения грубеют, появляются крылатые самки-расселительницы. Они перелетают на травянистые растения других видов и продолжают там стремительное партеногенетическое размножение;
4. Осенью на свет появляется обоеполое поколение — крылатые самцы и самки. Происходит спаривание, после чего оплодотворенные самки возвращаются на древесные растения, откладывают плотные зимующие яйца и погибают. Чередование десятков партеногенетических поколений с одним половым обеспечивает колоссальную плодовитость и генетическую устойчивость популяции.

ОТРЯД ПОЛУЖЕСТКОКРЫЛЫЕ (КЛОПЫ): СТРОЕНИЕ, АРОМАТИЧЕСКАЯ ЗАЩИТА И ПАРАЗИТИЗМ

Отряд Полужесткокрылые, или Клопы (Hemiptera) насчитывает порядка 40 тысяч видов (в РФ обитает около 2 тысяч видов). Их размеры колеблются от микроскопических почвенных видов (менее 1 мм) до гигантских тропических водяных клопов белостом, достигающих 10–12 см в длину и охотящихся на головастиков и мелкую рыбу.

Морфологические признаки клопов:

• Полужесткие надкрылья: передняя пара крыльев устроена неоднородно — основная (прикорневая) половина плотная, жесткая, кожистая, а вершинная половинка тонкая и перепончатая с жилками. Задние крылья целиком тонкие и прозрачные. В покое надкрылья плоско складываются на спине, причем перепончатые концы налегают друг на друга крест-накрест;
• Колюще-сосущий ротовой аппарат: колющий членистый хоботок отходит от переднего края головы. Внутри него спрятаны тонкие колющие щетинки. В покое хоботок прижат снизу к груди;
• Пахучие железы: на нижней стороне груди открываются выводные протоки особых желез, секретирующих летучую жидкость с резким отталкивающим запахом («клопиная кислота»). Этот запах служит химическим оружием защиты от птиц, насекомоядных млекопитающих и хищных членистоногих.

Важнейшие экологические представители клопов:

1. Сельскохозяйственные вредители:

Опаснейшим вредителем является клоп вредная черепашка — овальный светло-бурый клоп длиной до 12–15 мм. Весной клопы переселяются из лесной подстилки на поля озимой пшеницы и ржи. Прокалывая еще нежные стебли, клоп вызывает отмирание побегов. Позже клопы и их личинки запускают хоботки непосредственно в наливающиеся зерна. Слюна клопа содержит сильнейшие протеолитические ферменты, расщепляющие клейковину зерна. Мука из поврежденного зерна теряет хлебопекарные качества: тесто разжижается, не поднимается, и выпечь качественный хлеб из него невозможно. Всего 3–5 клопов на один квадратный метр посева способны испортить до половины урожая пшеницы.

2. Паразиты человека и теплокровных животных:

Постельный клоп — вторично бескрылое насекомое с сильно уплощенным телом красновато-коричневого цвета (длина самки 5–8 мм). Уплощенная форма тела позволяет паразиту легко проникать в малейшие трещины:

• Днем клопы укрываются под обоями, плинтусами, в обивке мягкой мебели и книжных переплетах;
• Ночью они выходят для кровососания, ориентируясь на тепло человеческого тела и выделяемый углекислый газ. Прокалывая кожу, клоп вводит слюну, обладающую обезболивающим и сосудорасширяющим действием, поэтому спящий человек не чувствует укуса. Спустя некоторое время на месте укола возникает сильное воспаление и изнуряющий зуд;
• Насытившись кровью, клоп раздувается, увеличиваясь в массе в несколько раз, и приобретает темно-багровый цвет;
• Постельные клопы обладают исключительной живучестью: они выдерживают низкие температуры и способны обходиться без пищи от нескольких месяцев до полутора лет, впадая в сухое анабиотическое состояние.

3. Водные и хищные клопы:

Многие клопы вторично освоили водную среду. По поверхности прудов и рек стремительно скользят длинноногие водомерки, чьи лапки покрыты несмачиваемыми жировыми волосками. В толще воды охотятся клоп-гладыш (плавающий на спине) и водяной скорпион с дыхательной сифонной трубкой на конце брюшка. Полезными хищниками на полях являются клопы-хищнецы, истребляющие гусениц и личинок вредных жуков.