Класс насекомые - Insecta

24.05.2015

Общие сведения. Насекомые — самый многочисленный класс беспозвоночных животных типа членистоногих (Articulata). Относятся к холоднокровным животным.
У насекомых тело разделено на три отдела: голова, грудь и брюшко, имеются одна пара усиков, три пары ног и в большинстве случаев одна-две пары крыльев (рис. 1). Известно свыше 1 млн видов насекомых, которые по существующей классификации объединены в два подкласса, 34 отряда.
Тело их покрыто плотной кутикулой, представляющей собой наружный скелет, к которому изнутри прикреплены мышцы.
Величина и форма тела у разных видов насекомых различны.
Голова чаще округлой формы или приплюснутая, а у некоторых видов (долгоносиков) вытянута в головотрубку. Она несет придатки; глаза, усики и ротовые органы.
Органы зрения представлены одной парой сложных (фасеточных) глаз и простыми глазками. Сложные глаза у насекомого расположены по бокам головы, с их помощью оно воспринимает цвет и форму объекта. Простые глазки (имеются не у всех видов насекомых) помогают им выявлять различия в интенсивности освещения.

Класс насекомые - Insecta

Усики членистые, расположены на передней части головы, служат органами осязания и обоняния, а иногда и слуха, воспринимающими ультразвуки. Форма и величина усиков у разных видов насекомых различны.
У большинства вредителей зерна и зернопродуктов усики нитевидной, щетинковидной, булавовидной, реже пиловидной, коленчатой и других форм (рис. 2).
Ротовое отверстие расположено снизу или спереди головы, а при наличии головотрубки — на конце последней. В зависимости от характера принимаемой пищи ротовой аппарат у насекомых устроен неодинаково. Он образуется из трех пар придатков, подвижно прикрепленных на нижней или передней поверхности головы: пары нерасчлененных верхних челюстей, пары членистых нижних челюстей и нижней губы, имеющей также парное происхождение. Ротовые органы сверху прикрыты верхней губой. Приспособление насекомых к различной по химическому составу и физическому состоянию пище и способам питания обусловили в процессе эволюции разнообразное строение ротового аппарата.
Класс насекомые - Insecta

Различают следующие основные типы ротовых аппаратов: грызущий, грызуще-лижущий, сосущий, колюще-сосущий и др. Насекомые, питающиеся твердой пищей, к которым относится подавляющее большинство вредителей хлебных запасов, имеют ротовой аппарат грызущего типа.
Грудь у насекомых состоит из трех сегментов: переднегруди, среднегруди и заднегруди (см. рис. 1). Скелетной основой сегмента является кутикулярное кольцо.
На нижней части каждого сегмента груди расположено по одной паре ног. Наличие шести ног обусловливает им максимальную устойчивость при ходьбе. Ноги насекомых расчленены на вертлуг, которым они прикреплены к тазику, бедро, голень и лапку, имеющую 1—5 члеников и оканчивающуюся разделенным коготком или пузыревидным образованием. Большинство насекомых имеют бегательные, ходильные и прыгательные ноги, характерные для большинства вредителей хлебных запасов.
Спинными придатками грудного отдела являются крылья — наиболее характерный признак насекомых. У других представителей членистоногих крылья отсутствуют.
На верхней части среднегруди находится пара крыльев (надкрылья), на заднегруди — вторая пара крыльев, или собственно крылья. По числу, строению и характеру жилкования крыльев некоторые отряды насекомых легко различаются между собой, и их название отражает строение (тип) крыльев; насекомые из отряда прямокрылых (сверчки, тараканы и др.) имеют разнообразные крылья (передние — кожистые, пергаментовидные; задние — перепончатые, широкие, веерообразно складывающиеся); у насекомых из отряда жесткокрылых (жуков) надкрылья жесткие, сильно пропитаны хитином, без жилок, а задние — тонкие и перепончатые, с сетью жилок; у насекомых, относящихся к отряду чешуекрылых (бабочек), передние и задние пары крыльев одинаковой плотности, тонкие, перепончатые, с сетью жилок, и сплошь покрыты мелкими чешуйками разного цвета, образующими характерный для каждого вида рисунок и т. д.
Брюшко насекомых членистое, состоит из одиннадцати или меньшего числа колец или члеников (сегментов), соединенных перепонкой. В брюшке расположены основная часть внутренних органов и органы размножения. Половое и анальное отверстия находятся в области восьмого и десятого колец брюшка, считая от заднегруди. Самки многих насекомых имеют на брюшке наружный отросток — яйцеклад.
Внутреннее строение тела насекомых на примере самца черного таракана показано на рисунке 3.
Класс насекомые - Insecta

Мышечная система. Представлена поперечнополосатыми и гладкими мышцами. Мощные пучки мышц сосредоточены в грудном отделе насекомых, которые обеспечивают ходьбу и полет, т. е. выполняют локомоторную функцию.
Пищеварительная система. Включает переднюю, среднюю и заднюю кишки. В составе передней кишки имеются ротовая полость, пищевод, зоб и мышечный желудок. Стенки мышечного желудка покрыты твердыми хитинизированными зубцами, которые, перетирая пишу, ее гомогенизируют.
Средняя кишка, или собственно желудок, не подразделяется на отделы, и она сравнительно короткая. Здесь пиш,а подвергается действию ферментов: протеаз (пепсин и трипсин) — расщепляющих белки; липаз — переваривающих жиры; карбогидраз — расщепляющих углеводы. Основное количество карбогидраза выделяется cо слюной насекомых. В средней кишке, наряду с пищеварением, происходит всасывание его продуктов: аминокислот, жирных кислот; простые сахара переводятся в гемолимфу.
Задний отдел кишечника подразделяется на тонкую, толстую и прямую кишки. Важнейшей функцией задней кишки являются всасывание воды и формирование обезвоженных экскрементов. На границе средней и задней кишок находится пилорический отдел, куда впадают мальпигиевы сосуды, — основной орган выделения насекомых.
Дыхательная система. У насекомых она представлена системой трахей, пронизывающих тело, — тонкостенных трубочек, открывающихся наружу одной или несколькими парами дыхательных отверстий (дыхалец) на брюшных или брюшных и грудных сегментах тела. Отходящий от дыхальца толстый ствол дает многочисленные разветвления трахей, все более утончающихся и постепенно переходящих в густую сеть волосовидных трубочек — трахеол, доносящих кислород воздуха до внутренних тканей и их клеток. Газообмен совершается диффузно сквозь тончайшие стенки трахеол.
Нервная система. Регулирует все функции организма насекомых и объединяет его в единое целое. Ее основу составляют нервные клетки — нейроны, которые в соответствии с назначением делятся на чувствительные, двигательные и ассоциативные. С нервной системой связаны органы чувств. Выделяют следующие органы чувств: зрения, обоняния, осязания, слуха, вкуса, температурной и осмотической чувствительности. У насекомых развиты также гравитационные и двигательные чувства. Основной единицей органов чувств служат сенсиллы в виде волосков, щетинок, пластинок и др. Они разбросаны по всему телу насекомого и моментально реагируют на прикосновение к ним.
Кровеносная система. У насекомых она не замкнута. Кровь, или гемолимфа (бесцветная либо желтовато-зеленоватая жидкость), движется между внутренними органами свободно, непосредственно соприкасаясь с ними. Ток крови создается работой сердца, так называемого «спинного сосуда», имеющего вид трубки, поделенной на несколько камер и укрепленной крыловидными мышцами на верхней стенке брюшка. Кровь разносит питательные вещества к тканям тела и переносит вредные продукты обмена к органам выделения. Она выполняет также защитную и механическую функции и поддерживает гомеостаз, т. е. постоянство внутренней среды организма. Защитная функция гемолимфы заключается в лизировании чужеродных микроорганизмов, а механическая ее функция — в создании внутреннего давления, благодаря чему у насекомых поддерживается форма тела.
Кожные покровы насекомых растягиваются незначительно, поэтому у них по мере роста возникает необходимость периодически сбрасывать склеротизированную кутикулу (линочные щкурки). Процесс сбрасывания кожных покровов называют линькой.
Насекомые — раздельнополые животные, размножающиеся исключительно половым путем. Существуют два способа полового размножения — обоеполый (путем спаривания самцов и самок) и девственный, когда яйцо развивается без оплодотворения (партеногенез). По способу размножения вредители запасов зерна и зернопродуктов, как и многие другие виды насекомых, относятся к яйцекладущим и размножаются половым путем — спариванием.
По морфологии самцы и самки могут различаться. Различия между полами насекомых называют половым диморфизмом. Эти различия во взрослой фазе нередко проявляются весьма ярко и заметно, тогда как у личинок они обычно слабо выражены и незаметны. Половой диморфизм проявляется, прежде всего, во внешних отличиях между самцом и самкой, связанных с наличием таких вторично-половых признаков, как форма усиков, величина тела, окраска и детали морфологии. В некоторых случаях половой диморфизм может проявляться очень сильно, например, жуки амбарного вредителя притворящки-вора характеризуются резко выраженным половым диморфизмом. У самца тело удлиненное, почти цилиндрическое, темно-рыжее, без пятен на надкрыльях, усики нитевидные, достигают середины тела. У самки брюшко выгнутое, сильно расширенное, черно-бурое. На надкрыльях имеются две пары белых пятен. Вторая пара крыльев недоразвита. Усики короче половины тела.
Во многих случаях половой диморфизм менее заметен.
Развитие зародыша начинается внутри яйца (зародышевое, или эмбриональное). Развитие насекомых после выхода из яйца называется послезародышевым, или постэмбрионалъным. Оно может длиться от нескольких дней до нескольких лет в зависимости от вида и условий среды обитания.
После выхода из яйца личинка усиленно питается и растет, периодически сбрасывая хитиновую кутикулу, т. е. линяя. В процессе постэмбрионального развития насекомые не только растут, но обычно также, прежде чем достичь взрослого состояния, претерпевают ряд изменений. Совокупность этих изменений называется превращением, или метаморфозом. По характеру и особенностям метаморфоза насекомые могут быть подразделены на две основные группы: с неполным превращением и с полным превращением.
Класс насекомые - Insecta

Насекомые с неполным превращением характеризуются наличием лишь трех фаз (называемых часто стадиями) развития; яйца, личинки и взрослого насекомого (или имаго), причем фаза личинки по своему строению в общем сходна с имагинальной (с взрослым насекомым) и путем последовательных линек постепенно приобретает признаки взрослого насекомого (рис. 4). Личинки отличаются от взрослых особей меньшими размерами тела, иными пропорциями отдельных органов, обычно отсутствием каких-либо провизорных, т. е. временных, органов и другими мелкими особенностями. Среди амбарных вредителей насекомых с неполным превращением имеются представители отрядов таракановых (Blattoptera) и прямокрылых (Orthoptera).
Для личинок насекомых с неполным превращением характерны наличие сложных глаз и такое же устройство ротовых органов, как у взрослых особей; кроме того, личинки старших возрастов имеют зачатки крыльев. Прежде чем достичь взрослой фазы, личинка линяет не менее четырех-пяти раз, а у некоторых видов — даже до двадцати раз (поденки); в соответствии с этим у одних видов имеется четыре-пять возрастов личинок, а у других — до двадцати. Личинка первого возраста, т. е. вылупившаяся из яйца, но еще не линявшая, не имеет явственных зачатков крыльев, личинка второго возраста, т. е. линявшая один раз, у некоторых насекомых уже имеет зачатки крыльев (у саранчовых, кузнечиков и др.), но обычно они появляются у личинок старшего возраста. С последней линькой личинка превращается во взрослое насекомое.
Личинок, которые уже имеют хорошо заметные зачатки крыльев, нередко называют нимфами.
У насекомых встречается усложненное неполное превращение — гиперморфоз, когда в цикле развития появляются покоящиеся личинки (нимфы).
Насекомые с полным превращением имеют четыре фазы развития: яйцо, личинку, куколку и взрослое насекомое; при этом фаза личинки резко отличается от взрослой своим внешним видом, наличием провизорных органов и полным отсутствием сложных глаз и зачатков крыльев, а куколка является неподвижной фазой. Полное превращение свойственно многим отрядам насекомых, в том числе жесткокрылым и чешуекрылым, среди которых имеются наиболее вредоносные и широко распространенные вредители зерна и зернопродуктов при хранении.
Фаза личинки у этих насекомых полностью оправдывает свое название: в гусенице трудно представить будущую ярко окрашенную бабочку или в червеобразной личинке — взрослого жука и др.
У личинок некоторых групп насекомых (бабочки, пилильщики) появляются брюшные ноги; шелкоотделительные или паутинные железы (гусеницы бабочек).
Отличия личинок насекомых с полным превращением от взрослой фазы — результат утраты сходства в образе жизни этих фаз.
Полное усложненное превращение — гиперметаморфоз — характеризуется появлением личинок двух типов.
Личинки насекомых с полным превращением отличаются большим разнообразием (рис. 5).
Класс насекомые - Insecta

Основные виды вредителей зерна и зернопродуктов при хранении имеют гусеницеобразную личинку (отряд чешуекрылых) и червеобразную с головой и без ног или же с головой и тремя парами грудных ног (отряд жесткокрылых).
Форма куколок у насекомых довольно разнообразна (рис. 6).
Класс насекомые - Insecta

Основные типы куколок: свободные куколки, имеющие свободные, хотя и прижатые к телу конечности (усики, ноги) и крылья; такие куколки характерны для многих жуков, в том числе для вредителей зерна и зернопродуктов; покрытые куколки, имеющие прижатые к телу и склеенные имагинальные придатки под твердой оболочкой; такие куколки свойственны и вредным для зерна бабочкам; бочонкообразные куколки, свойственные большинству мух, покрыты затвердевшей несброшенной шкуркой личинки.
Весь цикл развития насекомых, начиная с фазы яйца и кончая взрослой фазой, достигшей половой зрелости и способности размножаться, называется генерацией (поколением).
Продолжительность генерации у разных насекомых неодинаковая. Некоторые виды успевают в течение одного года дать несколько последовательных поколений — два, три и более. Многие насекомые в течение года заканчивают лишь один цикл, т. е. имеют одно поколение. У немногих видов генерация длится два года и более. В соответствии с этим различают: моновольтинный вид — дающий только одно поколение в год; поливольтинный — несколько полных поколений в течение года (большинство вредителей запасов зерна и зернопродуктов); вид с многолетней генерацией — одно поколение в течение двух — пяти лет.
В зернохранилищах нередко одно поколение насекомых находит на другое, вследствие чего четкое их разграничение почти невозможно. Это бывает, когда взрослые особи живут и размножаются в течение продолжительного времени.
Длительность генераций и количество их в течение года или ряда лет зависят не только от особенностей самого животного, но и от воздействия климатических факторов.
Во многих случаях у насекомых наблюдается временная остановка развития, т. е. особое состояние покоя, или диапауза. Она может быть на всех фазах развития — от яйца до взрослой фазы и является биологической приспособленностью для переживания временно создающихся неблагоприятных условий жизни и питания. Диапауза характерна для многих вредителей хлебных запасов.
Большинство насекомых являются фитофагами, т. е. питаются только растениями, небольшое число насекомых питаются животными организмами. Питание за счет животных характерно для хищников и паразитов. Среди насекомых к хищникам относятся жуки-жужелицы, божьи коровки, многие кузнечики, стрекозы, сетчатокрылые и другие, истребляющие вредных насекомых (энтомофаги); к паразитам относятся многие мухи, многочисленные наездники из отряда перепончатокрылых и другие, развивающиеся за счет иных насекомых. Прочие потребители — это копрофаги, питающиеся навозом или пометом; некрофаги, питающиеся трупами животных; сапрофаги, питающиеся мертвыми растительными остатками. Таковы категории пищевой, или кормовой, специализации первого порядка, основанной на использовании различных источников органических веществ.
Пищевая специализация насекомых второго порядка характеризуется степенью требовательности к пище в пределах каждой категории первого порядка. Насекомые-фитофаги по специализации повреждения растений при питании подразделяются на одноядных, или монофагов, питающихся только каким-либо одним видом растения; ограниченноядных, или олигофагов, питающихся родственными видами растений, относящихся к одному или нескольким близким семействам; и многоядных, или полифагов, питающихся многочисленными видами растений, относящихся к разным семействам.
Избирательность по отношению к внешней среде проявляется и в выборе местообитания, где тот или иной вид в соответствии со своими требованиями находит для себя необходимые условия существования. Участок территории, характеризующийся определенным комплексом экологических условий и заселяемый особями одного вида (популяцией) животного в соответствии с его требованиями к среде, называют стацией. Так, стацией для большинства вредителей зерна и зернопродуктов при хранении являются зернохранилища, зерноперерабатывающие и другие предприятия. В некоторых случаях термин «стация» ошибочно заменяют другим понятием — биотоп. Однако правильнее биотопом называть участок территории с однотипными условиями среды, заселенный не отдельным видом животного, а определенной совокупностью видов, т. е. группой организмов, объединяемых главным образом на основе пищевых связей.
Совокупность растений, животных и микроорганизмов, населяющих тот или иной биотоп, называется биоценозом. Биоценоз не представляет собой механического или случайного набора организмов, а является исторически сложившейся формой сосуществования организмов, характеризующихся определенными отношениями между собой и приспособленностью к условиям окружающей среды. Каждый биоценоз имеет свои характерные черты и может отличаться от других биоценозов как внешними чертами (характер растительного покрова, почвы и др.), так и составом организмов, среди которого всегда можно обнаружить ряд характерных видов животных и растений.
Избирательность видов к условиям среды проявляется и в особенности географического распространения. Каждый вид имеет свою характерную область распространения на земной поверхности, или ареал. Ареал того или иного вида является результатом длительной эволюции под влиянием экологических (климатические, почвенные), биотических (наличие или отсутствие хищников, паразитов, конкуренция с другими видами, наличие кормовых растений и др.) и антропических (завоз вредителя из других стран, широкое распространение соответствующего кормового культурного растения и др.) факторов. Примеры завоза иноземных амбарных вредителей весьма многочисленны: амбарный долгоносик, фасолевая зерновка, розовый червь хлопчатника и другие распространены теперь почти везде вследствие развоза их с посевным и посадочным материалами, продовольственными товарами и др. В связи с этим большое значение имеют мероприятия, направленные на недопущение завоза и распространения особо опасных вредителей (карантин растений).
Для видов фитофагов различают также ареал вредоносности, подразумевая под этим термином часть области распространения вида, где он является вредителем растений. Если ареал вредоносности вида совпадает с зоной возделывания определенной сельскохозяйственной культуры, то часто употребляется термин зона вредоносности.
Характеристика основных вредителей зерна и зернопродуктов Многие насекомые, повреждая злаковые и бобовые зерновые культуры в период вегетации при наливе зерна (гусеницы зерновых совок, личинки и имаго клопов вредной черепашки, зерновки, различные виды тлей и трипсов), снижают не только продуктивность растений, но и технологические качества зерна. В этом отношении очень опасно повреждение зерна клопами вредной черепашки. Вредоносность клопов-черепашек и их личинок заключается как в механическом повреждении, так и в химических изменениях, которые происходят в зерне под действием ферментов слюны, вводимых ими в место укола. Под их действием разрушается клейковина зерна, ухудшаются хлебопекарные качества муки, снижается всхожесть семян. Тесто при брожении сильно разжижается, делается липким и теряет упругость и связность. Одни насекомые, являясь вредителями зерна на поле при его наливе, попадая в зернохранилища вместе с урожаем, продолжают питаться влажным зерном, выедая зародыш (гусеницы зерновых совок, кукурузного мотылька).
Другие насекомые в ходе эволюции переселились в зернохранилища вместе с зерном, где нашли благоприятные условия для своего развития. Часть из них приспособилась к обитанию в условиях зернохранилиш, и таким образом сформировалась группа вредителей зерна и продуктов его переработки при хранении.
В местах хранения хлебных запасов встречаются насекомые, относящиеся более чем к 10 отрядам, представительнее жесткокрылые (жуки), чешуекрылые (бабочки) и др.
Насекомые как вредители зерна и зернопродуктов при хранении представляют собой специфическую экологическую группу, условия их обитания существенно отличаются от условий открытых ландшафтов. Большинство из них являются полифагами, питаются разнообразной пищей растительного и животного происхождения. Многие вредители способны размножаться круглый год без диапаузы (особенно в отапливаемых помещениях — зерноперерабатывающие, хлебопекарные и кондитерские предприятия, магазины и др.). Их скрытый образ жизни (внутри зерна и зернопродуктов, в межзерновом пространстве, щелях стен и пола помещений и др.) осложняет проведение защитных мер борьбы. В условиях зернохранилищ естественные враги (энтомо-фаги и акарифаги), болезни (энтомопатогенные грибы) недостаточно регулируют плотность их популяции, поэтому при благоприятных условиях они размножаются быстро и достигают высокой численности, причиняя зерновому запасу огромный вред. Для многих вредителей запасов зерна и зернопродуктов характерно явление танатоза (замирание) и отрицательного фототаксиса.
Формирование фауны вредителей при хранении связано с особенностями их местообитаний. Можно вьщелить три группы вредителей:
- потерявшие связь с природой (амбарный долгоносик, хрушаки, амбарная моль, хлебный точильщик и др.);
- способные размножаться и существовать как в природных условиях, так и в хранилищах (рисовый долгоносик, зерновая моль, фасолевая зерновка, клещи и др.);
- размножающиеся только в природных условиях и попадающие в хранилища вместе с урожаем, где они не питаются и не размножаются (гороховая зерновка, зерновая совка, клопы-черепашки, хлебный клещ, пшеничный цветочный клещ и др.).
Питание вредителей происходит обычно как во взрослом, так и в личиночном состояниях.
Во взрослом состоянии не питаются хлебный точильщик, хлебная моль, мельничная огневка и другие — они живут и развиваются, используя отложения, накопленные в фазе личинки.
По характеру повреждений зерна при хранении насекомые и клещи делятся на две основные группы.
К первой группе относятся вредители, полное или частичное развитие которых протекает внутри зерна (амбарный, рисовый долгоносики, зерновой точильщик, зерновая моль и др.). Это наиболее опасные вредители семян зерновых культур. Среди них в особую подгруппу выделяют вредителей, представляющих большую опасность для семенного зерна, повреждающие зародыш семян (мавританская козявка, южная амбарная огневка и др.).
Большинство вредителей второй группы питаются преимущественно дробленым, битым, механически поврежденным зерном или другими вредителями. К ним относятся хрущаки, мукоеды, бархатистый грибоед, притворяшки, мельничная, мучная, зерновая огневки, сеноеды, клещи и др.
В особую группу выделяют мышевидных грызунов, полностью уничтожающих зерно в процессе питания (мыши, крысы).