Класс насекомые. конспект биология. подготовка к егэ, огэ, дви

Введение

Полное превращение (голометаморфоз) чешуекрылых: яйцо, гусеница, куколка, бабочка

Метаморфо́з насеко́мых, подобно метаморфозу у других животных, является глубокой перестройкой внутреннего и внешнего строения организма на протяжении его жизни. В соответствии с этим, постэмбриональное развитие насекомого делится как минимум на две четко ограниченные стадии развития: личинку и имаго. Во многих случаях в процессе развития насекомое проходит дополнительные стадии: куколку, триунгулин и др.

В зависимости от числа стадий развития, у подавляющего большинства насекомых различают два основных типа метаморфоза: неполное и полное превращение. По этим двум типам превращения крылатые насекомые разделяются на две большие группы — насекомых с неполным превращением и насекомых с полным превращением. Следовательно, основная черта биологии насекомых — способ метаморфоза — явилась важнейшим критерием в их классификации.

Развитие

Жизнь свою насекомые начинают с яиц, вид и форма которых очень разнообразны. Откладывают яйца также по-разному: по одному, группами, открыто, погруженными в субстрат или различным образом покрытыми. Многообразие форм яиц и средств их откладывания даже позволяет определять некоторые группы насекомых с точностью до рода и вида. В яйце происходит эмбриональное развитие насекомых, в результате чего образуется личинка. Личинка тем или иным способом выходит из яйцевой оболочки. Она питается и растет, но растет только во время линьки.

Неполное развитие: саранча

Превращение личинки в имаго называется метаморфозом. Существует два основных типа развития — неполный и полный. При неполным превращении из яиц выходят личинки, которые внешне выглядят как уменьшенные копии взрослых особей. Отличие лишь в том, что у них нет репродуктивной системы и только зачатки крыльев. Во время линек они растут и, минуя стадию куколки, превращаются в имаго. При полном метаморфозе личинка сначала превращается в куколку, а уже затем в имаго. Существует три основных вида куколок:

открытые, или свободные,
покрытые, одетые твердой оболочкой
скрытые, покрытые затвердевшей не сброшенной шкуркой, выполняющей роль ложного кокона.

Перед превращением в куколку личинка может образовывать кокон из шелка, как у шелкопрядов; куколки дневных бабочек чаще ничем не прикрыты. Другие насекомые накануне окукливания ищут какие-либо укрытия: щели под корой, свернутые листья, закапываются в землю. У многих насекомых куколки неподвижные. Куколки комаров хорошо плавают, а куколки златоглазок ползают. Под оболочкой куколки происходят сложные преобразования, в результате которых образуются органы имаго.

Жуки

Жесткокрылые представляют собой самый многочисленный отряд. В целом их насчитывается около 300 тысяч видов. Представителей отряда можно встретить на всех участках суши и в пресных водоемых. Все они имеют жесткие надкрылья, часто окрашенные в различные цвета. Вспомните, как заметен на фоне зеленых листьев колорадский жук. Такая окраска называется предостерегающей.

Питаются жуки листьями или более мелкими животными. Так, божьи коровки поедают тлю, а красотелы — гусениц бабочек. Развитие насекомых с полным превращением, в том числе и жуков, происходит в несколько стадий: яйцо, личинка, куколка, взрослое насекомое — имаго. Причем все они отличаются внешними признаками. Если личинки похожи на гусениц, то имаго имеет все признаки членистоногих.

Любопытные факты

Узнав, каким способом размножаются насекомые, познакомимся с подборкой интересных фактов:

Пчелы спариваются только один раз в жизни.
У комаров спаривание происходит осенью, но откладывают яйца самки только весной, то есть между копуляцией и оплодотворением проходит довольно продолжительное время.
Размножаться партеногенетически при определенных обстоятельствах способны практически все насекомые, за исключением стрекоз и клопов.
Процесс спаривания божьих коровок может длиться более 10 часов.
После спаривания самка богомола нередко съедает самца, чтобы восполнить нехватку в организме питательных веществ.

Мы рассмотрели кратко, как размножаются насекомые. Способов довольно много, они помогают популяциям выживать и распространяться, несмотря на неблагоприятные условия среды.

Неполное превращение

Рассмотрим основные фазы, которые составляют полное и неполное превращение насекомых. В результате оплодотворения в обоих случаях из яйца вылупливается личинка. При развитии с неполным превращением она в общих чертах напоминает взрослую особь, но не имеет крыльев. Такая личинка питается и растет. Поскольку ее покровы не способны к растяжению, эта стадия сопровождается линькой. Только при этом условии возможно увеличение размеров и ее превращение во взрослую особь.

Насекомые с полным превращением линяют на стадии личинки, но после этого превращаются в куколку. У представителей отрядов Прямокрылые и Вши этого не происходит. Их личинка сразу развивается во взрослую особь. Примерами таких насекомых являются кузнечики, дыбки, медведки, саранча, платяная и человеческая вошь.

То есть при развитии с неполным превращением насекомые проходят следующие стадии: яйцо, личинка и взрослая особь.

Размножение

Полное развитие: жук-олень

Размножение у большинства насекомых сопровождается спариванием и оплодотворением и связано с участием двух полов. Однако насекомым присущи и другие способы размножения:

живорождение — яйца созревают в теле самки, и наружу выходят сразу личинки (например, у мадагаскарского и ряда других тараканов). Для наблюдателя это выглядит так, как будто насекомое «рожает», но этот процесс абсолютно отличается от вынашивания потомства у людей и высших млекопитающих.
партеногенез — размножение без участия самца, когда самка откладывает неоплодотворенные яйца, и из них выходят личинки. Очень распространен у палочников, но встречается и в многих других группах — у тараканов, богомолов, всех общественных насекомых (у пчел, ос, муравьев, шмелей рабочие особи появляются как раз из неоплодотворенных яиц).
педогенез — частный случай партеногенеза, способность размножаться на стадии личинки. Встречается у веерокрылых, жуков микромальтусов, галлиц и бабочек-мешочниц.
полиэмбриония — развитие нескольких зародышей из одной зиготы. Интересно, что кроме насекомых наблюдается также у броненосцев и мшанок.

Строение насекомых

Тело подразделяется на голову, грудь и брюшко. На голове расположены усики, пара фасеточных глаз, часто несколько простых глазков и ротовые органы. Ротовые органы представлены парными верхними и нижними челюстями (мандибулами и максиллами) и непарной нижней губой. Верхняя губа образована складкой кутикулы и прикрывает ротовые органы сверху. Для многих насекомых характерны грызущие ротовые органы, с хорошо развитыми мандибулами, максиллами и нижней губой. Грудь состоит из трех сегментов — передне-, средне- и заднегруди. Каждый из них разделяется на спинную, брюшную и две боковых пластинки, соединенные друг с другом эластичными мембранами. На груди расположены три пары ног, каждая из которых состоит из тазика, вертлуга, бедра, голени и лапки. Различают бегательные, прыгательные, плавательные, копательные, хватательные и собирательные ноги. На передне- и среднегруди у большинства насекомых расположены две пары крыльев. Крылья формируются как боковые складки тела. В них заходят трахеи и нервы, образуя сеть жилок, выполняющих роль опорного скелета. Брюшко большинства насекомых состоит из 9-10 сегментов, а у некоторых перепончатокрылых (Hymenoptera) и двукрылых (Diptera) их количество сокращается до 4-6. Брюшко, как правило, лишено придатков, однако в некоторых отрядах сохраняются редуцированные или видоизмененные брюшные конечности.

Покровы представлены кутикулой. Ее тонкий внешний слой — эпикутикула, состоящая из воска и липо-протеинов, предотвращает испарение воды с поверхности тела. У водных насекомых этот слой тонкий или отсутствует. Мышечная система открыточелюстных насчитывает до 2 тысяч мышечных пучков. Все мышцы относятся к типу поперечно-полосатых. Пищеварительная система состоит из трех отделов: передней, средней и задней кишок. Передняя кишка подразделяется на глотку, пищевод, зоб и жевательный желудок, в котором формируются хитиновые зубцы для измельчения пищи. Выделительная система представлена мальпигиевыми сосудами в количестве от 1 до 100 пар. Один их конец слепо замкнут, а другой впадает в кишечник на границе средней и задней кишки. Конечный продукт выделения — кристаллы мочевой кислоты. Дыхательная система состоит из разветвленной сети трахей, которая, оплетая все ткани и органы, проникает внутрь отдельных клеток. С внешней средой трахеи сообщаются особыми отверстиями — дыхальцами. Сердце трубчатое, расположено на спинной стороне тела. Кровеносная система незамкнутая, гемолимфа из сердца изливается в полость тела, и попадает обратно в сердце через особые отверстия (остии) по его бокам. Нервная система состоит из головного мозга, состоящего из трех отделов, и брюшной нервной цепочки. Последняя состоит из 3 грудных и 8 брюшных нервных узлов. У эволюционно продвинутых групп узлы объединяются в два-три, а иногда в один крупный узел. Хорошо развиты органы химического, механического и гигротермического чувства, а также зрение и слух. Половая система представлена парными половыми железами и парными половыми протоками, которые перед половым отверстием сливаются вместе. Нередко наблюдается половой диморфизм, когда самцы и самки различаются размерами, формой тела и окраской.

Интересные факты. Известно ли вам, что…

Личинка мухи це-це развивается в теле матери до момента превращения в куколку, поэтому ей не приходится заботиться о поиске пищи. Она получает питательные вещества из крови, которую высасывает её мать.
Превращение из яйца через стадии личинки и куколки во взрослую особь является для насекомых трудным процессом, который завершает только часть особей.
Американская периодическая цикада проводит в стадии личинки под землёй целых семнадцать лет и питается соками из корней растений. А когда она достигает окончательных размеров и превращается во взрослую особь, то живёт лишь несколько недель.
Большинство насекомых на первом этапе своей жизни являются неподвижными личинками, которые позже развиваются и превращаются в имаго. Меньшее количество видов, например, червецы, на личиночной стадии являются активными наядами, которые позже превращаются в неуклюжих животных, наподобие чашечки.

Насекомые с неполным превращением

Наиболее распространенными являются: отряд тараканьи — типичный представитель — рыжий таракан. Появление тараканов в жилищах — признак неряшливости. Они из своих укрытий выходят по ночам и питаются небрежно хранимыми продуктами, загрязняя их. Самки тараканов на конце брюшка носят коричневый яйцевой «чемоданчик» — оотеку. Они ее сбрасывают в мусор. В ней развиваются яйца, из которых появляются на свет личинки — мелкие белые тараканчики, похожие на взрослых. Затем тараканы чернеют, несколько раз линяют и постепенно превращаются во взрослых тараканов.

Отряд термиты — сюда относятся общественные насекомые, живущие большими семьями, в которых существует разделение труда: рабочие, солдаты, самцы и самки (царицы). Гнезда термитов — термитники, могут быть значительных размеров. Так, в африканских саваннах высота термитников достигает 10-12 м, а диаметр их подземной части — 60 м. Питаются термиты преимущественно древесиной, могут повреждать деревянные постройки, сельскохозяйственные растения. Известно около 2 500 видов термитов.

Отряд прямокрылые — большинство представителей отряда растительноядны, но встречаются и хищники. Сюда относятся кузнечики, капустянка, саранча. Зеленый кузнечик живет в траве на лугах, в степях. Имеет длинный булавовидный яйцеклад. Капустянка — имеет роющие ноги, хорошо летает и плавает. Наносит большой вред подземным частям огородных растений, например огурцам, моркови, капусте, картофелю и др. Некоторые виды саранчи склонны к массовому размножению, тогда они собираются в огромные стаи и летят на значительное расстояние (до нескольких тысяч километров), уничтожая всю зеленую растительность на своем пути.

Отряд вши — это бескрылые внешние паразиты человека и млекопитающих. Головная вошь живет в волосах человека. Там она приклеивает свои яйца — гниды. Платяная вошь живет в складках одежды, откладывает яйца на ткань одежды. Из яиц развиваются маленькие личинки, по виду не отличающиеся от взрослых. Самки вшей очень плодовиты: в течение месяца одна вошь дает потомство в несколько сот насекомых. Как у внешних паразитов, у вшей развиты некоторые особенности; ноги вооружены цепкими коготками, крылья утратили свое значение и исчезли совсем, тело стало плоским, ротовой аппарат колюще-сосущий. Вши являются переносчиками микроскопических возбудителей такого заболевания, как сыпной тиф.

Отряд клопы — сюда относятся известные вредители с/х культур — клоп-черепашка, высасывающий содержимое зерновки злаковых растений. В жилищах встречается клоп-блошица — очень неприятное для человека насекомое. В пресных водоемах или на их поверхности живет клоп-водомерка, питающийся насекомыми, падающими в воду. Хищный клоп-гладун нападает на различных беспозвоночных животных и мальков рыб.

Отряд равнокрылые — все его представители питаются соками растений. Многие виды тли причиняют большой вред культурным растениям. Многие равнокрылые являются переносчиками вирусных заболеваний растений. Сюда относятся разнообразные цикады, размеры которых от нескольких миллиметров до 5-6 см. Живут в кронах деревьев.

Отряд бабки — исключительные хищные насекомые. Взрослые особи нападают на добычу в полете. Самые лучшие летуны. Их полет отличается высокой маневренностью: могут зависать в воздухе, быть подвижными и могут развивать скорость до 100 км в час. Сюда относятся бабка-коромысло, бабка-дозореци др.

Стадия личинки

Жизнь личинки начинается после выхода из яйца. Сразу после вылупления личинка нередко ещё лишена своей нормальной окраски, обычно бесцветная или беловатая и имеет мягкие покровы. Но у открыто живущих личинок окрашивание и затвердевание покровов происходят очень быстро и личинка приобретает нормальный вид. Создаются стимулы питания, у некоторых — после переваривания остатков эмбрионального желтка и вывода экскрементов. Личинка вступает в пору усиленного питания, роста и развития. Рост и развитие сопровождаются периодическими линьками — сбрасыванием кутикулы. Благодаря линькам происходит увеличение тела и наружные его изменения.

Число линек в течение развития личинки изменяется от трёх (мухи) до 25—30 (подёнки и веснянки). После каждой линьки личинка переходит в следующий возраст, поэтому линьки разделяют между собой возраста личинок, при этом количество возрастов равно количеству линек.

Увеличение массы тела с каждой последующей линькой иногда подчиняется геометрической прогрессии со знаменателем q=2. Таким образом, масса тела личинки n-го возраста будет определяться следующей формулой:

a_n = 2n-1a₁,

где a₁ — масса тела в первом возрасте. Однако такая зависимость наблюдается далеко не всегда: знаменатель прогрессии сильно зависит от условий питания и видовых особенностей. Так, например, гусеницы тутового шелкопряда за пять возрастов увеличивает массу тела в 10 000 раз.

Существенным является вопрос об определении возраста личинок. Без точного определения возрастов невозможно успешно организовать борьбу с вредителем, сигнализировать о сроках его развития или изучать биологию насекомого. Установление возраста по размерам тела ненадежно, так как в зависимости от состояния личинки ее сегменты могут быть растянуты либо тесно сближены друг с другом, поэтому размеры личинок каждого возраста могут перекрываться соседними возрастами.

У насекомых с неполным превращением возраста личинок обычно хорошо различаются по ряду признаков — степени развития крыловых зачаток, числу члеников в усиках и др. Развитие личинок здесь сопровождается существенными внешними их изменениями.

У личинок насекомых с полным превращением переход их из одного возраста в другой проявляется главным образом в увеличении размеров тела, которые, однако, изменчивы. Поэтому для определения возраста у этих личинок обычно измеряют размеры твердых, нерастягивающихся частей тела, например, головной капсулы.

Цикл насекомого с полным превращением

Полное превращение предполагает развитие из личинки куколки. Она мало напоминает взрослую особь. У куколок нет крыльев и глаз. Их конечности могут быть укорочены или вовсе отсутствуют. У некоторых насекомых формируются временные личиночные органы. К примеру, у гусениц бабочек образуются ложные ножки.

Насекомые с полным превращением линяют несколько раз на стадии личинки. Потом они окукливаются. В этот период происходит практически полная перестройка организма. На этой стадии насекомые не питаются и не передвигаются. Существует ошибочное мнение, что куколка формирует сверху дополнительный покров. На самом деле это не так. На всех этапах насекомые покрыты только кутикулой. Развитие от личинки к куколке, а далее к взрослому насекомому сопровождается периодическими линьками.

Преимущества метаморфоза

У насекомых с неполным превращением, или метаморфозом, личинка похожа на миниатюрную копию своих родителей и питается той же пищей, что и взрослые особи. Итак, личинки и взрослые насекомые являются пищевыми конкурентами. Кроме того, они живут на одной и той же территории, ведь питаются они теми же растениями. Личинка насекомого с полным метаморфозом ведёт тайный образ жизни, приспосабливаясь к нему всё совершеннее, а взрослые насекомые ведут открытый образ жизни, активно летая и ища места, подходящие для откладки яиц. У насекомых с полным превращением отдельные стадии развития значительно отличаются, поэтому личинкам и взрослым особям удаётся избежать конкуренции. Личинки жуков развиваются под корой деревьев и питаются древесиной, а взрослые особи летают в воздухе и питаются соками растений.

Перепончатокрылые

Отряды насекомых с полным превращением невозможно представить без общественных представителей Перепончатокрылых. Прежде всего это медоносные пчелы и муравьи. Они живут большими группами, в пределах которых четко распределены обязанности. Так, пчелиная семья состоит из царицы (матки), самцов — трутней и многочисленных рабочих особей.

Подобная картина наблюдается и в муравейниках. Эти насекомые являются настоящими тружениками. Строя себе жилища, они перемешивают почву, повышают ее пористость и обогащают ее органическими веществами. Муравьи считаются еще и непревзойденными «силачами». Эти уникальные насекомые способны поднять вес, превышающий их собственный примерно в 25 раз. Это возможно благодаря чрезвычайной силе сокращения их мышц.

Неполное превращение и изменения морфологии насекомых

На протяжении смены стадий и между ними (при смене возрастов) насекомые с неполным превращением переживают несколько периодов линьки (экдизиса), во время которых они сбрасывают кутикулу, заменяемую новой. Это позволяет их телу постепенно увеличиваться в размерах.(фото)

При неполном метаморфозе различия между представителями разных стадий менее выражены, чем при полном. Личинка многих насекомых (например, кузнечиков) в общих чертах напоминает уменьшенную взрослую особь. Тем не менее, это правило существует не всегда. Так, у стрекоз каждая фаза жизненного цикла имеет свои особенности, благодаря которым, личинка и имаго выглядят по-разному.

Схожесть между стадиями развития особенно заметна у примитивных бескрылых насекомых, у которых все визуальные изменения заключаются лишь в смене пропорций тела и увеличении его в размерах на протяжении взросления. Таких насекомых еще называют аметаболическими.

Что такое превращение у насекомых: особенности и примеры

Превращение у насекомых, также известное как метаморфоз, является ярким и уникальным процессом развития, который позволяет насекомым претерпевать значительные изменения как во внешней, так и внутренней структуре.

Одной из особенностей превращения у насекомых является его полное и неполное проявление. Полное превращение, или голометаболизм, включает четыре основных этапа: яйцо, личинка, куколка и взрослый насекомое. В то время как при неполном превращении, или хемолетаболизме, у насекомых нет стадии куколки, а взрослое насекомое проистекает непосредственно из личинки.

Примером полного превращения у насекомых являются бабочки. Женская бабочка откладывает яйца на растения, из которых появляются маленькие личинки. Личинки, также известные как гусеницы, питаются и растут, проходя через серию линьок. Затем гусеница образует защитную оболочку вокруг себя, становясь куколкой. Внутри куколки происходят значительные изменения и трансформации, пока наконец не появляется взрослая бабочка, готовая к полету.

Примером неполного превращения являются тараканы. Яйца таракана кладутся и из них вылупляются неразвитые маленькие тараканы, называемые нимфами. Нимфы выглядят похоже на взрослых особей, но без развитых крыльев. В процессе роста они проходят через несколько линьок, становясь все больше и более похожими на взрослого таракана. Окончательное превращение во взрослое насекомое происходит без образования куколки.

Таким образом, превращение у насекомых представляет собой удивительный и уникальный процесс развития, который позволяет насекомым проходить через различные стадии, претерпевая значительные изменения перед достижением взрослого состояния.

Стадия развития некоторых насекомых.

Входит Гименей с горящим факелом; перед ним мальчик в белом платье, разбрасывающий цветы; за Гименеем нимфа с распущенными волосами и в венке из колосьев; за нею Тезей между двумя нимфами в венках из колосьев; затем Ипполита, невеста, с распущенными волосами, в сопровождении Пиритоя и другого лица, держащего над нею венок; позади нее Эмилия, поддерживающая ее

Я подумал, что это нимфа, хотя не слыхал о нимфах полей, и осенил Ее крестным знамением, ибо негоже христианину смотреть на такое существо, пусть оно и прекрасно, как сам свет.

Среди проклятий и воплей, на черной земле, в разгаре ее трудов и будней, праздничными коврами расстилаются благословенные в своей праздности цветы, и когда носится около них грациозная и легкая «нимфа Рощенских полей и лесов», то кажется порою, что это – именно сказочная нимфа, а не крестьянская девушка Саша; навеки упала преграда между буднями и праздником, между прозой и поэзией, между Wahrheit и Dichtung (Действительность и поэзия (нем.)).

Я замолю вину.Амур хранит нас, к таинствам причастных,И, как в один два поцелуя страстных,Две наши жизни мы сольём в одну.И каждый, если даже не стократ,В два раза станет более богат.Я у Любви прошу одной лишь доли,Чтоб та, что так разумна и скромна,Своим напилась счастьем допьяна,Когда, сойдя с ума, даст чувству воли.СОНЕТ 18В глухом лесу, в медвежьем уголке,Где собирала землянику на полянеДиана, настреляв косуль и ланей,Убитой нимфой я брела в венке.Вдруг голос свыше, но невдалеке:– Что, нимфа, не несёшь даров Диане?Где лук твой, почему нет стрел в колчане?Что без добычи бродишь налегке?Ответила: – Тут в двух шагах отсельОхотилась, да не сразила цель.Капкан мне не помог, ни даже сети.А ускользнувший мои стрелы подобрал,Меня сразил моим оружьем наповал,Безжалостно мне сердце изрешетив.СОНЕТ 19Предсказано мне было на роду,Что я узнаю на своей дороге,Единственного среди очень многихИ у него пойду на поводу.Он встретился.

Он был недоволен: богини ему помешали целовать нимфу и, кроме того, поносили его так громко, что нимфа эта не могла не слышать их бранных речей.

Летом, когда парк был тенист и зноен, когда солнечные пятна осыпали нимфу, из камня со всех сторон бежало множество холодных и чистых ключей, и, склонив голову, нимфа слушала их непрестанное журчанье.

Летом, когда парк был тенист и зноен, когда солнечные пятна золотым дождем осыпали нимфу, из камня со всех сторон бежало множество холодных и чистых ключей, и, склонив голову, нимфа точно прислушивалась к их непрерывному журчанию.

Он видел, как нимфа ласкает себя, видел, как волны достигают той цели, что ему пока недоступна, но так желанна с каждой секундой.