Насекомы - фитофаги: классификация и способы питания

Тема: Насекомые ­ фитофаги Цель:   Ознакомиться   с   основными   группами   насекомых   фитофагов   и рассмотреть способы питания.  План 1. Общая характеристика насекомых 2. Фитофагия 3. Насекомые ­ фитофаги 4. Способы питания фитофагов 5. Фитофаги ­ вредители плодов и семян Насекомые (Insecta), класс (по некоторым современным классификациям — надкласс) животных типа членистоногих. Насекомые —   процветающая,   богатая   видами   группа   древних   животных, известных с девона. Филогенетически насекомые близки к многоножкам, вместе с которыми   образуют   группу пеполноусых (Atelocerata),   берущих   начало,   по­ видимому, от близких кольчатым червям предков, перешедших к жизни в почве. Значительная   часть   современных   форм   высших   насекомых   возникла и эволюционировала   в тесной   связи   с цветковыми   растениями.   Насекомые чрезвычайно разнообразны по размерам, окраске, строению, адаптациям. Длинна самых   крупных   насекомых   (тропические   палочники) 20–33   см, самых   мелких (трихограммы) —   0,2 мм.   Насекомые   имеют   наружный   скелет   (кутикулу), к которому прикрепляется двигательная мускулатура. Окраска тела насекомых определяется составом пигментов в кутикуле или подстилающей её гиподерме, а крыльев бабочек — также ультраструктурой чешуек. Сегментированное тело подразделено   на голову,   грудь   и брюшко.   Грудь   несёт   3 пары   членистых конечностей (ног), число которых — характерный признак насекомых (отсюда другое название насекомых — шестиногие, Hexapoda). У большинства   высших   (крылатых)   насекомых   во взрослом   состоянии развиты 2 (или только 1) пары крыльев. Голова, образованная слиянием неси, передних   сегментов   тела,   несёт   парные   глаза   (сложные   фасеточные) и простые — глазки, одну пару усиков (антенн) и ротовые органы. Исходный для насекомых тип ротового аппарата — грызущий; у форм, перешедших к питанию жидкой   пищей,   ротовые   части   преобразовались   в сосущий   ротовой   аппарат с хоботком.   Грудь   состоит   из 3 сегментов   (передне­,   средне­   и заднегрудь). Брюшко   исходно   состоит   из 11 сегментов,   но у многих   число   их сокращено до 5–6. У самцов   бывает   развит   копулятивный   орган,   у самок —   яйцеклад. 1 Многие  насекомые   на конце   брюшка  имеют   придатки —  церки.  Большинство насекомых   дышит   атмосферным   воздухом   с помощью   трахейной   системы, у водных   личинок   часто   развиты   вторичные   трахейные   или   кутикулярные жабры.   Пищеварительный   тракт   состоит   из 3 отделов —   передней,   средней, задней кишки. Органы выделения — обычно мальпигиевы сосуды. Кровеносная система незамкнутая. ЦНС состоит из головного мозга, подглоточного ганглия и туловищной   нервной   цепочки   (исходно   состоящей   из парных   ганглиев). Органы чувств, кроме глаз,— сенсиллы и у некоторых — тимпанальный орган. Промежутки   между   внутренними   органами   заполнены   гемолимфой   и рыхлой тканью   жирового   тела,   служащей   для   накапливания   питательных   веществ и продуктов обмена. У насекомых   хорошо   развиты   железы —   пищеварительные,   а также секретирующие   разл.   соединения   —воск,   лак,   шёлк,   феромоны,   ядовитые вещества,   репелленты.   Эндокринные   железы   (нейросекреторные   клетки, кардиальные   тела,   прилежащие   тела,   переднегрудные   железы)   выделяют гормоны, в том числе ювенильный и экдизон, регулирующие процессы обмена, рост   личинок,   линьки,   метаморфоз,   половое   созревание,   диапаузу   и пр. Насекомые   раздельнополые,   у многих   чётко   выражен   половой   диморфизм. Широко распространён партеногенез, у тлей он сочетается с живорождением. Прежде насекомых делили на 2 подкласса: первичнобескрылых (Apterygota), или низших   (с 4 отрядами),   и крылатых   (Pterygota),   или   высших   (с 31 отрядом). Теперь   выделяют   подклассы   (по некоторым   классификациям —   классы): энтогнатных, или скрытночелюстных (Entognatha), с 3 отрядами (бессяжковые, ногохвостки   и двухвостки),   иногда   возводимыми   в ранг   самостоятельных подклассов, и эктогнатных, или наружночелюстных (Ectognatha), с 32 отрядами [щетинохвостки   (иногда   подкласс   из 2 отрядов)   и все   крылатые   насекомые]. Известно   около   1 миллиона   видов   насекомых,   истинное   их число,   вероятно, составляет   не менее 1,5–2 миллиона   видов.   В СССР,   по разным   данным, зарегистрировано 80–100 тысяч видов. Большая   часть   насекомых   откладывает   яйца:   от нескольких   десятков до миллионов   (самки   термитов).   Постэмбриональное   развитие   насекомых с метаморфозом.   Различают   два   осн.   типа   превращения —   неполное   (группа Hemimetabola) и полное, при к­ром между активной стадией личинки и взрослой стадией   (имаго)   включается   непитающаяся   стадия   куколки   (группа Holometabola). В процессе роста насекомого увеличение размеров происходит лишь во время линек. Длительность постэмбрионального развития насекомого от нескольких   суток   до нескольких   лет.   Большое   значение   в цикле   развития 2 имеет   диапауза.   насекомых —   преимущественно   обитатели   суши.   Многие насекомые в отличие от всех других беспозвоночных хорошо летают, имеются и вторичноводные   формы,   заселяющие   пресноводные   водоёмы   и в меньшей мере — прибрежную зону морей и даже открытые просторы океана. На суше   насекомые   распространены   на всех   материках,   встречаются на всех широтах, за исключением арктических, антарктических и высокогорных райнов   с постоянным   снеговым   покровом.   Многие   насекомые   отличаются сложными   формами   поведения,   связанными   с поисками   пищи,   заботой о потомстве,   разделением   функций   (у общественных   форм)   и так   далее.   Ряд видов   насекомых — синантропные   организмы.   Основные   пищевые   режимы насекомых — фигофагия (у большинства насекомых), хищничество, паразитизм, сапрофагия, в том числе копрофагия, некрофагия, детритофагия. В биологическом   круговороте   веществ   неоценима   роль   насекомых — сапрофагов,   некрофагов   и копрофагов,   значительно   ускоряющих   разложение остатков   растений,   Некоторые растительноядные   насекомые   наносят   большой   экономия,   ущерб,   повреждая сельскохозяйственные,   лесные   и декоративные   растения,   уничтожая   запасы зерна и других пищевых продуктов в хранилищах и тому подобное (Рис.1). Отдельные   виды   насекомых —   переносчики   возбудителей   различных заболеваний   человека   и сельскохозяйственных   животных.   Неоценима   роль насекомых как опылителей высших растений. Многие хищные и паразитические насекомые —   естественные   враги   других   беспозвоночных   и эффективные регуляторы их численности (некоторые виды используются для биологической защиты   сельскохозяйственных   и лесных   культур).   Разводимые   человеком насекомые дают ценные продукты: мёд, воск, шёлк, шеллак и др. В последние десятилетия   отмечается   сокращение   численности   многих   видов   насекомых в результате разрушения человеком природных биоценозов,[1].   трупов   и экскрементов   животных.  траво дность Фитофагия (от др.­греч. φῠτόν —   «растение»   + φαγεῖν —   «съесть») растительно дность,  питание животных  растительной пищей. Фитофаги   являются   так   называемыми   первичными   потребителями (консументами I­го порядка) в пищевой цепи, а в экосистемах — хищниками с пастбищным   их кормовые растения эволюционируют связанно (коэволюционируют): растения приобретают признаки устойчивости к поедателям (например, ядовитость разной степени или колючесть), а фитофаги противостоят этому,[2]. животных абсолютных фитофагов не существует, все они частично используют и животную   пищу   (например, жвачные переваривают   часть   своих протистов­ типом   питания.   Фитофаги   и   Среди яя яя  ­ 3 симбионтов, северные   олени едят   иногда леммингов);   но   масса   случайно поедаемых мелких животных (насекомых, простейших) чаще несопоставима с массой потребляемых фитофагами растений. Из пищеварительных ферментов у них   преобладают амилазы.   У   некоторых беспозвоночных есть  некоторые пищеварительные  расщепляющие целлюлозу (целлюлаза, гемицеллюлаза, лихеназа и др.), у позвоночных животных они отсутствуют, но её усвоение у большинства позвоночных фитофагов осуществляется при помощи симбиотических   простейших.   К   растительноядным  (насекомым   фитофагам) относятся   некоторые многоножки (например, кивсяки), дождевые   черви,   и многие брюхоногие,[3]. ферменты,     способом   Поскольку   реакции   растений   в   ответ на воздействие повреждающего фактора определяются этого воздействия   со   стороны   фитофага   и морфофизиологическим   состоянием тканей   растений,   в   целях   типизации этих   взаимосвязей   выделяют   среди фитофагов три группы, различающиеся своеобразием способов питания (Н. А. Вилкова, 1971).   Первая группа —   виды, грызущим   ротовым обладающие   аппаратом,   размельчающие   пищу механическим путем. Эти виды ведут в основном свободный образ жизни, и их непосредственная   связь   с   кормовым растением   осуществляется   лишь   при питании или при откладке яиц.  Рисунок 1. Фитофаги К  ней   могут   быть   отнесены  Orthoptera  —  преимущественно   полифаги, способные повреждать все органы растений; Coleoptera  — моног, олиго — и полифаги,   повреждающие   листья,   стебли,   корни,   плоды   и   семена   растений; Lepidoptera  — но преимуществу поли — и олигофаги, иногда узкие; гусеницы этих видов питаются на листьях, стеблях, плодах и внутри них; Hymenoptera (в основном Symphyta)—моно­ и олигофаги, повреждающие листья, стебли, плоды кормовых растений. 4 Повреждения   растений   насекомыми   этой   группы   носят   характер   либо грубого объедания органов без особого выбора (саранчовые, гусеницы бабочек, личинки   пилильщиков,   жуков   и   т.   д.),   либо   выборочного   объедания,   т.   е. частичного   использования   органов   растений   в   пищу   —   скелетирование, минирование,   дырчатое   прогрызание   и   т.   д.   Питание   насекомых   с   грызущим ротовым   аппаратом,   повреждающих   осевые   органы   растений,   как   правило, сказывается   на   фотосинтетнческом   потенциале   растений.   Массовые повреждения   растений   этой   группой   фитофагов   могут   серьезно   повлиять   на ростовые процессы растений только в отдельных случаях (уничтожение конусов нарастания, питание внутри стеблей, минирование листьев). Возможны также глубокие   изменения   направленности   ростовых   и   физиолого­биохимических процессов у повреждаемых растений. Вторая   группа —   насекомые,   воздействующие   на   растение   не   только механическим   путем,   но   и   «химическим».   Многие   из   этих   видов   обладают экстраинтестинальным (внекишечным) пищеварением. При питании они вначале нарушают   целостность   растительных   тканей,   а   затем   на   них   выделяют   свои ферменты.   В   результате   из   растительных   тканей   вокруг   личинки   образуется своеобразная   среда   —   «физиологическая   капсула».   Это   обеспечивает   более стабильные условия жизнедеятельности и питания личинки. В эту группу входят личинки  Diptera  и некоторых других отрядов. В основном это ограниченные олигофаги. Заселение фитофагами такой специфической ниши, как внутренняя среда растений, явилось возможным благодаря появлению у них адаптации к преодолению иммунологических барьеров на пути внедрения в ткани и обитания в   них.   У   этой   группы   фитофагов   очень   хорошо   развиты   приспособления   к использованию с наибольшим эффектом в качестве мест обитания отдельных органов   или   частей   растений   со   специфическими   процессами   метаболизма, роста и органогенеза. Повреждения растений насекомыми носят характер мин, галлов, терат, образования ходов в стеблях и стволах и т. д. Отдельные виды из этой группы обитают в тканях растений, воздействуя на них лишь механическим путем,   например   стеблевые   пилильщики,   личинки   зерновок,   долгоносиков (ситон, апионов, скрытнохоботников и т. д.), минирующие и стеблевые гусеницы (сиреневая моль, картофельная и стеблевая совки и др.). Третья группа — насекомые отрядов Hemiptera, Homoptera, Thysanoptera и другие с колюще­сосущим ротовым аппаратом, воздействующие на растение главным образом «химическим» путем. Механическое разрушение тканей при их питании не столь существенно, как у первых двух групп. Однако ряд сосущих насекомых,   прокалывая   стенки   клеток,   может   значительно   нарушить 5 Повреждения   растений   сосущими целостность   растительных   тканей. насекомыми   вызывают   не   только   изменения   метаболизма   (локальные   или общие),   но   и   могут   также   привести   к   возникновению   различного   рода новообразований — галлов и терат. Успех использования растений в качестве корма   этой   группой   фитофагов   также   зависит   от   степени   преодоления   ими иммунологических барьеров растений,[4]. На   примере   сообществ   растительноядных   насекомых   особенно   хорошо прослеживается, как низкая скорость заселения в сочетании с недостаточным для   эволюции   временем   приводит   к   сильной   обедненности   энтомофауны «изолированных»   видов   растений.   Береза   и   дуб   в   Великобритании   — представители местной флоры, а в Южную Африку они интро­дуцированы; для будлеи   ситуация   обратная.   Бросается   в   глаза,   что   во   всех   случаях   фауна членистоногих­фитофагов   данной   породы   богаче   в   местах   ее   естественного произрастания   .   Сообщество   может   быть   неполностью   насыщенным   из­за недостатка   времени   не   только   для   заселения,   но   и   для   эволюции.   Именно поэтому острова благодаря своей изоляции особенно четко демонстрируют, что природа  пребывает  в состоянии  непрерывной экологической и  эволюционной адаптации,[5]. Характер Вредители плодов и семян. Эта группа насекомых наносит большой ущерб лесному хозяйству, резко снижая, а порой и уничтожая весь урожай семян и плодов. Повреждения, наносимые ими, разнообразны. повреждений зависит от того, чем нанесено повреждение: ротовыми частями, конечностями   или   яйцекладом.   Встречаются   следующие   типы   повреждений: ямки,  проколы,  различные  по  форме или  величине отверстия,  деформация и ходы   внутри   плодов   и   семян,(рис.2).   В   соответствии   с   Академическим справочником   «Вредители   леса»   (т.  1­2,  1955)   в   России   на   почках,   цветках, плодах и семенах лесных пород зарегистрировано питание 409 видов насекомых, из них 290 видов ­ непосредственно на репродуктивных органах и 119 ­на почках (Прибылова, 1991).               В шишках современных хвойных обитает и, следовательно, способно наносить   реальный   ущерб   семенам   около   100   видов   растительноядных насекомых   из   отрядов   чешуекрылых,   двукрылых,   перепончатокрылых   и жесткокрылых   (Стадницкий   и   др.,   1978).   Плотность   популяции   насекомых, потребляющих   плоды,   шишки   и   семена,   связана   с   периодичностью плодоношения и в урожайные годы существенно увеличивается.   Из насекомых,   питающихся   на   почках   и   растущих   верхушечных   побегах,   или внутри них, наиболее опасны смолевки и побеговьюны. Повреждение молодых     6 деревьев   насекомыми   обычно   приводит   к   искривлению,   деформированию стволов, при этом снижается эстетическая ценность. Рисунок 2. Среда Обитания фитофагов    Хвое­   и   листогрызущие   насекомые.   Насекомые­филлофаги   ведут открытый образ жизни и в большей степени подвержены влиянию биотических и абиотических   факторов.   Филлофаги   относятся   к   числу   наиболее   важных   с экономической точки зрения вредителей леса. Повреждения наносят чаще всего личинки   чешуекрылых   (совок,   листоверток,   пядениц,   коконопрядов)   и перепончатокрылых   (пилильщиков).   За   исключением   сосущих   насекомых (равнокрылые   и   клопы)   питание   филлофагов   приводит   к   уничтожению фотосинтезирующей   ткани   деревьев   и   ослаблению   образования   углеводов. Следствие объедания крон при массовом размножении хвое­ и листогрызущих насекомых   ­   существенное   снижение   прироста   и   усыхание   деревьев.   При дополнительном   воздействии   других   неблагоприятных   факторов   массово отмирают деревья, причем для хвойных видов деревьев достаточно однократной сильной   дефолиации,   а   для   лиственных   ­   повреждения   крон   в   течение   2­3 сезонов. Галлица (лат. Cecidomyiidae) — сосущее насекомое, которое относится к семейству длинноусых двукрылых  (Рис.3). Насчитывается свыше шести тысяч видов. Внешний вид. Галлицы по внешнему виду схожи с комарами. По размерам они маленькие — от 1 до 4 мм. Бывают с крыльями и без. Их личинки различны по цвету, иногда встречаются с агрессивно ярким окрасом: оранжевые, желтые, розовые.   Взрослые   особи,   как   правило,   коричневые.   Крылья   у   них   покрыты волосками.   На   голове   длинные   усы.   Питаются   насекомые   соком   листьев. 7 Начинают лет в мае. Симптомы поражения. Наиболее характерным признаком появления   на   растении   галлиц   является   неприродные   мелкие   образования, наросты   на   побегах   —   галлы:   склеенные   между   собой   хвоинки,   которые   со временем  разрастаются. Внутри  них  обитают   личинки.  Поврежденные  побеги усыхают. Активному распространению галлиц способствует высокая влажность воздуха.   Избавиться   от   вредоносных   насекомых   помогут   современные инсектициды,   разрешенные   для   применения   на   хвойниках:   Актара;   Калипсо; Энжио;   Моспилан.   Хвойные   растения   выделяют   большое   количество фитонцидов — веществ, которые убивают и подавляют рост болезнетворных микроорганизмов,   бактерий,   грибов.   Поэтому   в   воздухе   хвойных   лесов содержится в восемь­десять раз меньше вредоносных микроорганизмов, чем в лиственных.  Рисунок 3. Галлица (лат. Cecidomyiidae) Короед.  Короедами   (лат.  Scolytinae)   называется   группа   жуков, относящихся   к   одноименному   подсемейству   семейства   долгоносиков. Насчитывается около 750 видов.Это маленькие коричневые жуки, достигающие размеров 0,8­9  мм  (Рис.4).  Тело   у   них   продолговатое,  голова   маленькая.  На передней спинке имеются зубчики, образующие бугорки. Надкрылья покрыты полосками   или   чешуйками.  Живут   обычно   под   корой   старых   деревьев,   хотя некоторые   виды   селятся   и   на   молодых,   а   также   на   спиленных.   Из   спячки выходят   в   апреле­мае.   Способны   полностью   погубить   молодые   растения. Узнайте способы защиты ели от всевозможных болезней. Симптомы поражения. 8 Чаще всего жуки поселяются на сосне. Узнать, что на коре хвойника завелся короед,   можно   по   небольшим   углублениям,   отверстиям,   ходам,   из   которых сочится   смола.   Хвоя   у   зараженных   деревьев   осыпается.   Борьба   с   короедом хвойных   деревьев   может   быть   эффективной   лишь   на   начальной   стадии заражения — когда имеется не более двух­трех отверстий на всем дереве. При сильном повреждении и при таких симптомах, как появление мелкой трухи под корой,   опадании   коры,   дерево   уже   не   спасти.   Его   лучше   своевременно выкорчевать и сжечь, чтобы избежать заражения других растений. Для лечения применяют   инъекции   инсектицидами,   которые   делают   шприцем   в   ходы короедов.   Самыми   эффективными   в   данных   случаях   являются:   Калипсо; Конфидор; Эмпайр­20; Антишашелин. Уколы проводят от двух до четырех раз, затем ходы замазывают садовым варом. Важно! При обработке деревьев следует прибегнуть   к   использованию   индивидуальных   средств   защиты.   Процедуры проводить в сухую погоду без ветра. Тело защитить специальным костюмом, глаза — очками, дыхательные пути — маской.  Рисунок 4. Короед  (лат. Scolytinae) Жук­типограф (лат. Ips typographus) относится к подсемейству короедов, его   еще   часто   называют   большим   еловым   короедом  (Рис.5).   Внешний   вид. Представляет собой темно­коричневое насекомое размером 4,2­5,5 мм. Можно узнать по характерным надкрыльям, которые оканчиваются крутым скатом с углублением, так называемой тачкой. По ее краям размещены зубцы. Симптомы поражения. Как и все короеды, типограф питается корой хвойников, прогрызая 9 в них ходы. Самое любимое лакомство этих жуков — ели, однако нередко они поедают   и   кору   сосен,   пихт.   О   заражении   ними   будут   свидетельствовать отверстия   и   вмятины   в   стволе,   пожелтение   хвои,   отпадание   коры,   сильное смолотечение,   буровая   мука   на   штамбе   и   под   ним.   Характерным   признаком наличия   типографа   является   частое   постукивание   дятла   на   хвойнике.   С типографом лучше бороться до того, как он поселится на хвойном растении, то есть   проводить   профилактические   меры.   Необходимо   понимать,   что   дерево, имеющее крепкий иммунитет, вряд ли станет добычей для вредоносного жука, поскольку внедриться в кору сильного растения ему будет намного сложнее, и он   предпочтет   искать   слабое,   старое,   уже   поврежденное   дерево.   С   целью профилактики следует проводить своевременные подкормки, полив, улучшать состояние   почвы   под   и   вокруг   дерева,   своевременно   избавляться   от поврежденных, засохших либо пораженных болезнями ветвей. Ознакомьтесь с правилами   выращивания   таких   хвойных   растений   как:   кипарисовик, лиственница, сосна горная, пихта, ель, можжевельник, туя, кедр, мирикария. На начальных   стадиях   поражения   применяют   опрыскивания   и   инъекции инсектицидами, биологическими препаратами. На больших хвойных плантациях также прибегают к использованию феромонных ловушек. В частных хозяйствах используют   антиферомоны.   При   сильном   поражении   дерево   подлежит уничтожению.  Рисунок 5. Жук­типограф (лат. Ipstypographus) 10 Пилильщик   Хвойники   поражают   еловый   (лат.  Pristiphora   abietina)   и сосновый   пилильщики   (лат.  Neodiprion   sertifer).   В   народе   их   прозвали лжегусеницами.   Это   перепончатокрылое   насекомое   черной   или   коричневой окраски (Рис.6). Имеет размеры от 4,5 до 6 мм. Размах крыльев — 9­14 мм.  Рисунок 6. Пилильщик Лжегусеницы вырастают до 9­14 мм. Окрашены в светло­зеленый цвет. Пилильщики чаще всего поселяются на молодых хвойниках. Питаются хвоей, замедляют рост растений. Могут выесть хвою до основания, оставляя побеги практически голыми. Часто у пораженных деревьев наблюдаются закругление кроны,   пожелтение   и   скручивание   хвоинок.   Методы   лечения.   В   мае­июне проводят   обработку   такими   химическими   препаратами,   как   Хлорофос, Карбофос, Лепидоцид, Циперметрин, Би­58, Актара, Циркон, [6].  11 Список использованной литературы 1. http://www.entomologa.ru/info/insecta.htm 2. Шилов И. А. Экология: Учебник для биолог. и мед. спец. вузов / Шилов И. А. — М.: Высшая школа, 1998. — 512 с. 3. Биологический энциклопедический словарь / глав. ред. М. С. Гиляров. —  М.: Советская энциклопедия, 1986. — С. 674. 4. Источник: http://www.activestudy.info/sposoby­pitaniya­fitofagov/ ©  Зооинженерный факультет МСХА 5. М.Бигон,Дж.Харпер, Г.Таунсенд, Экология.Особи, популиция и  6. соббщества. Т2, М1989.  https://agronomu.com/bok/3462­kak­borotsya­s­vreditelyami­hvoynyh.html © Agronomu.com 12