Загальна характеристика родини листоїдів на прикладі колорадського жука

МІНІСТЕРСТВО АГРАРНОЇ ПОЛІТИКИ УКРАЇНИ СУМСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ Кафедра захисту рослин ім. Мішньова A.К.

КУРСОВА РОБОТА з загальної ентомології

«Загальна характеристика родини листоїдів на прикладі колорадського жука»

Зміст Вступ

1. Систематика колорадського жука

2. Зовнішня будова імаго колорадського жука

2.1 Голова та її придатки

2.2 Груди та їх придатки

2.3 Черевце та його придатки

3. Внутрішня будова колорадського жука

3.1 Система травлення

3.2 Кровоносна система

3.3 Система дихання

3.4Система виділення

3.5 Нервова система (включаючи органи чуття)

3.6 Статева система

4. Особливості біології колорадського жука

4.1 Тип метаморфозу та його суть

4.2 Форма яєць, розмір, колір і скульптура оболонки, положення на субстраті

4.3 Тип личинки та її характерні ознаки, наявність захисного пристосування

4.4 Тип лялечки та її характерні ознаки

4.5 Статевий диморфізм та поліморфізм у дорослих комах

4.6 Життєвий цикл

4.7 Діапауза

5. Особливості екології колорадського жука

6. Результати особистих спостережень

7. Головні поняття екології та її основні терміни Висновки Список літератури

Вступ Раніше нікому не відомий картопляний листоїд, який жив на диких видах пасльонових рослин у США та Мексиці, після введення в культуру картоплі перейшов на цей вид і у 1859 році повністю знищив насадження її в штаті Колорадо, за що і отримав назву колорадський жук. Починаючи з 70-х років позаминулого століття, колорадського жука неодноразово завозили з продовольчими культурами в різні країни Європи, але там його успішно ліквідували. Під час першої світової війни шкідника завезли у Францію, і до 1922 року він розмножився настільки, що знищити його було неможливо. У 1935 році жук активно поширився по всій Європі. На території Радянського Союзу його вперше виявили у 1949 році у Львівській області. В межах України колорадський жук залишається найнебезпечнішим шкідником картоплі та помідорів. Багаторічна боротьба людей із ним позитивних результатів не принесла. Колорадський жук із кожним роком набуває такого імунітету стійкості і такого ступеня, що застосування проти нього різних ОТРУТ справа малоефективна. Відомо, що при обробці картопляного поля отрутами, колорадський жук почуває себе краще, ніж людина, яка виконує цю роботу. Отрута пропікає до картопляної бульби, яка стає небезпечним продуктом харчування. Людина, яка обробляє картопляне поле отрутою, і вдихає пари цієї отрути, отримує значний ступінь отруєння, що негативно відбивається на її здоров'ї. Звідси з’являються і різні хвороби, аж до ракових.

Картопляні ділянки зараз доводиться обробляти як мінімум 2 рази, бувають випадки — 3 і більше разів. За короткий час між обробками з інтенсивним вдиханням пару отрути і протягом кількох десятків років людина стає інвалідом[6].

1. Систематика колорадського жука Ряд твердокрилі - Coleoptera;

Родина листоїди — Chrysomelidae;

Підродина справжні листоїди — Chrysomelinae;

Рід — Leptinotаrsa;

Вид колорадський жук — Leptinotarsa decemlineata Say.

2. Зовнішня будова імаго колорадського жука Жук колорадський Пoшиpeний пoвcюдно. Пoшкoджyє кapтоплю, oвoчeвi пacльoнoвi (бaклaжaни, пєpєць, pідше помідори).

Жyк зaвдoвжки 8−12 мм, кopoткooвaльний, випyклий, жoвтий aбo чepвoнo-жoвтий, iз cвiтлiшими нaдкpилaми, нa якиx є 10 чopниx cмyг, a нa гoлoвi й пepeдньocnинцi — чopнi плями[6].

2.1 Голова та її придатки Голова мало помітна, тому що втягнута в передньогруди і майже вертикально опущена донизу. Форма голови округла, ширина її більша від довжини. На середині голови є чорна пляма, за формою майже рівнобедрений трикутник, на боках примітні овальні плями. Лоб і тім'я слабо опуклі, в рідких крапкових ямках. Очі чорні, бобоподібні, вузькі, розміщені з боків голови. Прості очі відсутні. На рівні переднього краю очей кріпляться одинадцятичленикові вусики. Перші п’ять члеників коричневі, шість останніх — чорні. Ротовий апарат гризучого типу. Верхня губа поперечна. Мандибули мають три характерних тупих зубці і четвертий майже непомітній. Нижньощелепні щупальці короткі. Нижня губа має три членикові щупальці[3].

2.2 Груди та їх придатки Крила добре розвинуті, перетинчасті, тонкі, в місцях поперечних перегинів мають білі плями. Жилки темно — коричневі або жовті. Ноги ходильного типу, досить короткі, вертлюг трикутний, стегна злегка потовщені. Лапки чотири членикові. Перші три членики знизу з густою волосяною щіткою, четвертий — вузький і довгий, має тонкі кігтики, без зубця.

2.3 Черевце та його придатки Черевце складається з семи тергітів, прикритих надкрилами. Сьомий тергіт майже вдвоє довший за інші і значно хітинізований. Знизу черевце має п’ять добре примітних хітинізованих етернітів.

3. Внутрішня будова колорадського жука

3.1 Система травлення Травна система. Кишечник комахи складається з 3-х відділів: ектодермічної передньої, ентодермічної середньої і ектодермічної задньої кишки. Передня і задня кишки вистилають хітиновою кутикулою.

Передня кишка. Рот звичайно веде в ротову порожнину, яка продовжується в більш менш м’язисту глотку. Смоктальні рухи здійснюються глоткою і пов’язаною з нею мускулатурою. Глотка веде в порівняно вузький стравохід, з яким сполучений зоб (об'ємистий резервуар).

З передньою кишкою пов’язані слинні залози (1−3 пари), які є багатоклітинними трубчастими органами. Протоки парних слинних залоз з'єднуються в одну вивідну протоку і відкриваються одним вивідним отвором. Протоки слинних залоз відкриваються на нижній губі.

Середня кишка не підрозділяється на відділи, викладена зсередини залізистим епітелієм і нерідко називається шлунком. Має декілька сліпих відростків, які, мабуть, замінює відсутню у комах печінку (вони гомологічні печінки павукоподібних). Внутрішня поверхня середньої кишки вистилає складчастим епітелієм. Циліндрові клітки епітелію виділяють травні ферменти і всмоктують продукти травлення. Відновлення зношених циліндрових кліток відбувається за рахунок регенеративних кліток.

Для комах характерний наявність в середній кишці перитрофічної мембрани — тонкої перетинки, кишки, що виділяється епітелієм. Ця мембрана відокремлює харчову масу від епітелію. Вона може мати і захисне значення, оберігаючи епітелій кишечника, а також і значення напівпроникної перетинки при всмоктуванні перевареної їжі.

Задня кишка починається в тому місці, де в кишечник відкриваються мальпігієві судини — органи, виділень комах. Задня кишка підрозділяються на тонку, товсту і пряму кишку. Тут не виділяються ферменти, але можливо всмоктування їжі. Найважливіша функція — відсмоктування води із залишків харчової маси і виведення экскрементів назовні через анальний отвір[1].

3.2 Кровоносна система Кровоносна система у комах незамкнута. Кров (гемолімфа) циркулює в порожнині тіла, оскільки повністю відсутні кровоносні судини, окрім спинної судини. Це лежача в перикардіальному синусі м’язова трубка, підвішена на коротких тяжах до спинної стінки тіла. Спинна судина підрозділяється на задній відділ — серце, яке складається з серії здатних пульсувати камер, і передній відділ — аорту, позбавлену камер і що має вид простої трубки. Кожна камера має пару бічних отворів — остий (устьц), забезпечених клапанами, які перешкоджають виходу крові з серця. Серце розташоване в перикардіальному синусі (тобто безпосередньо під спинними покривами) і підвішене до тергитам за допомогою еластичних волокон. Задній кінець серця звичайно замкнутий. Під серцем розташовуються м’язові пучки трикутної форми — крилоподібні м’язи, що звичайно прикріпляються своєю широкою частиною до перикардіальної діафрагми, а вузькими кінцями до спинки тіла.

Циркуляція крові відбувається таким чином. Серцеві камери скорочуються послідовно одна за одною, починаючи від заднього кінця серця до переднього. У момент діастоли всі клапани даної камери відкриті і кров поступає в неї як з позаду лежачої камери, так і через остии з перикардіального синуса. За цим слідує стиснення стінок даної камери — систола. Під тиском кров клапани закриваються, і кров може рухатися тільки вперед в попередню камеру, яка в цей час знаходиться в стані діастоли. Таким чином, кров женеться в аорту, потрапляє в порожнину голови, кінцівки і т.д. і через остии повертається знову в серці[1].

колорадський жук листоїд личинка

3.3 Система дихання Органи дихання. Комахи мають добре розвинену трахейну систему. Трахеї відкриваються назовні дихальцями (стигмами), а найдрібніші розгалуження трахей утворюють трахейні капіляри — трахеоли.

Дихальця розташовані на плевритах грудних сегментів або між тергитами і стернитами черевця. Максимальне число стигм — 11 пар, з яких 3 пари розташовані на грудях і 8 на черевці. Вони мають спеціальні пристосування, що захищають їх від засмічення і попадання всередину вологи. Отвір стигми оточений потовщенням хітину — хітиновою рамкою і веде не прямо в трахеї, а в переддень — атриум, який забезпечений фільтруючим апаратом, що оберігає дихальну систему від засмічення.

Парні дихальця ведуть в короткі широкі трахеї, які з'єднуються подовжніми трахеями, що йдуть з боків уздовж тіла комахи. Подовжні трахеї сполучені поперечними. Від цих головних трахейних стовбурів відходжують відгалуження в голову, кінцівки і до всіх внутрішніх органів комахи. Трахеї мають ектодермальне походження. Зсередини вони викладені хітиновою інтимою (відповідає кутикулі шкірі) і підстилають шаром кліток. Інтиму дає на своїй внутрішній поверхні ниткоподібні потовщення — тенидії, які пробігають у вигляді спіралі по стінці трахей. Спіральне потовщення забезпечує неспадання трахей. Трахеоли — якнайтонші закінчення діаметром 0,2−0,3 мкм; лежать усередині великої зірчастої клітки, форма якої виникає в результаті витягування її по окремих трахеолах, і можуть вважатися внутріклітинною структурою[1].

3.4 Система виділення Система, виділення. Основними органами виділення є мальпігієві судини, які є довгими трубочками, що не гілкуються, лежачими уздовж кишечника в миксоцеле. Вони сліпо замкнуті на одному кінці і іншим кінцем відкриваються в кишечник на межі середньої і задньої кишки. Стінки мальпігієвих судин полягають зсередини з одного шару епітеліальних кліток, зовні одягнені базальною перетинкою. Своєю вільною частиною мальпігієві судини зважені і як би плавають в гемолімфі, відсисаючи з неї продукти виділення — ураты, різні неорганічні іони. Втрати перетворюються в мальпігіевих судинах в сечову кислоту, яка накопичується у вигляді кристалів, потім виводиться в задній відділ кишечника і віддаляється разом з екскрементами через анальний отвір.

Окрім мальпігіевих судин, экскреторную функцію виконує також жирове тіло, хоча його роль полягає в накопиченні в організмі запасних живильних речовин. Разом з тим, як в багато жирових, так і в особливих сечових клітках жирового тіла виявляються відкладення сечокислих солей. Поглинаючи продукти дисиміляції, клітки жирового тіла їх не виділяють, функціонуючи в даному випадку як «нирки накопичення"[1].

3.5 Нервова система (та органи чуття)

Нервова система регулює всі функції організму і є посередником між органами чуття і всіма іншими органами. Нервова система підрозділяється на центральну, периферичну і симпатичну нервові системи.

Головний мозок є дуже складним органом, що складається з трьох відділів. Передній відділ протоцеребрум, відповідний акрону голови, досягає особливо великого розвитку, — він складається з двох півкуль, від яких відходжують в різні боки сильно розвинені зорові долі, іннервуючі фасеточні очі. Усередині півкуль розрізняють особливі стебельчаті, або грибоподібні, тіла. Від переднього мозку відходжують також зорові нерви до простих очок.

Другий відділ головного мозку, що займає менше місця, — середній відділ, або дейтоцеребрум. Він іннервує вусики, а черевна його частина диференційована в особливі нюхові долі.

Третій — задній відділ головного мозку, або тритоцеребрум, відповідає интеркалярному сегменту голови. Від нього відходжують нерви до верхньої губи; він пов’язаний з симпатичною нервовою системою, оскільки від нього починається його поворотний нерв.

Навкологлотковими комісурами головний мозок з'єднується з підглотковим вузлом, освіченим злиттям трьох пар гангліїв. Від підглоткового вузла відходжують три пари нервів: до мандибулам, нижніх щелеп і нижньої губи.

Потім слідують 3 грудних і 8 черевних гангліїв нервового ланцюжка. Окремі ганглії можуть зливатися.

Периферична нервова система утворена з нервів, що відходять від гангліїв центральної і симпатичної нервових систем до різних органів. Сюди також відносять розкидані по тілу чутливі нейрони, часто з багатьма вільними нервовими закінченнями.

Симпатична нервова система регулює роботу внутрішніх органів і м’язової системи. Вона підрозділяється на три відділи: рото-шлунковий, черевний і хвостовий. Рото-шлунковий відділ розташовується над переднім відділом кишечника. Найважливішими його частинами є лобовий ганглій, лежачий над стравоходом попереду головного мозку, і що відходить від нього назад поворотний нерв. Рото-шлунковий відділ обслуговує наличник, верхню губу, область передньої кишки, серце і аорту, управляє ковтальними рухами.

Черевний відділ представлений непарним нервом, що тягнеться у вигляді тонкого тяжа між коннективами черевного нервового ланцюжка з парою бічних відростків в кожному сегменті. Непарний нерв регулює роботу крыловых і інших м’язів.

Хвостовий відділ пов’язаний із заднім вузлом черевного нервового ланцюжка і іннервує задній відділ кишечника і статеву систему.

Органи чуття. У тісному зв’язку з високим розвитком нервової системи знаходиться і сильний розвиток органів чуття: органів дотику, нюху, смаку і зору.

Органами дотику служать чутливі волоски, в які входять закінчення чутливих кліток. Ці органи розташовані головним чином на вусиках, щупиках щелепного апарату і на кінцівках.

Органи нюху зосереджені на сяжках. Вони схожі на дотикові волоски або частіше, занурені в покриви, утворюють нюхові сенсили у вигляді сосочків або ямок, на дні яких розташовані чутливі елементи.

Органи смаку по своїй будові схожі на нюхові органи і розміщені на щелепах, нижній губі, щупиках.

Органи зору мають складну будову і представлені двоякого роду очима: складними (фасеточні) і простими (очками). Фасеточні очі в числі двох розташовані з боків голови і складаються з багатьох зорових одиниць — омматидиев. Омматідій складається з трьох видів кліток, створюючих оптичну, чутливу і пігментну частину.

Прості очі розташовуються між складними очима на лобі і темряві[1].

3.6 Статева система Статева система. Статевий диморфізм у колорадського жука виражений дуже слабо. Статеві органи розташовані в черевці і, як у самців, так і у самок, складаються з: статевих залоз, провідних шляхів статевого апарату, додаткових залоз, пристосувань, що забезпечують запліднення (сім'яприймач і злягальна сумка у самок і злягальні органи у самця). Нарешті, самки мають яйцеклад.

Статева система самки. Основну частину складають яєчники — парні залози. Кожен яєчник складається з трубочок, що звужених на вільних кінцях і розширюються у напрямку до яйцепроводів, де всі трубочки впадають в загальну протоку яйцепровода. Яєчні трубочки розташовуються на яйцепроводі пучком. У найбільш тонкій частині яєчній трубочці поміщаються первинні статеві клітки і овогонії, з яких розвиваються овоцити. Далі знаходяться овоцити, що ростуть. Вони лежать в один ряд, і кожен овоцит оточений шаром дрібних фолікулярних кліток. Таким чином, найбільш зрілий овоцит лежить поблизу вивідного отвору трубочки, що відкривається в яйцепровід. У міру відкладання яєць їх місце займають наступні.

Яєчні трубочки впадають в яйцепроводи. Парні яйцепроводи незабаром з'єднуються в непарний відділ, в загальну вивідну протоку яєчника. Цей відділ служить для проходження яєць і їх запліднення. У непарний відділ яйцепровода відкриваються протоки додаткових залоз. Крім того, сюди відкривається протока сем’яприймача — мішечка, в якому розташовується введена самцем сперма. Але при спаровуванні з самцем сперма поступає не прямо в сім'яприймач, а в особливий мішковидний орган.

До геніталій самок відноситься також і яйцеклад, який утворюється з частин 8-го і 9-го сегментів черевця і рудиментів кінцівок цих сегментів. Він пристосований до нанесення проколів і надрізів на листі або стеблах рослин, в які відкладаються яйця.

Статева система самця. Статеві залози — сім'янники також парні. Від них відходжують два сім'япровода, які з'єднуються в непарний сім'явивержний канал. Кінець цього каналу проходить усередині злягального органу. У місці з'єднання сем’япроводів, а також і в сім'явививержний канал відкриваються протоки трубчастих додаткових залоз, основне значення яких полягає у виділенні секрету, з якого утворюються сперматофори[1].

4. Особливості біології колорадського жука

4.1 Тип метаморфозу та його суть Колорадський жук відноситься до комах із повним перетворенням. При повному перетворенні, або голометаморфозі (holometa-morphosis), весь цикл розвитку супроводжується проходженням чотирьох фаз — яйця, личинки, лялечки і імагої. Личинки зовні зовсім несхожі з дорослою фазою, чому вони і одержали свою назву; дійсно, важко дізнатися в червоподібній личинці жука або в гусениці метелика майбутня крилата комаха. При цьому личинка завжди позбавлена фасеточних очей, видимих зачатків крил і часто має інший тип ротових органів, ніж дорослі особини. Крім того, личинки комах з повним перетворенням живуть в інших умовах середовища, чим дорослі. Відповідно до сказаного, більшість органів личинок цього типа мають тимчасовий, провізорний характер. Від цих органів у дорослої комахи звичайно не залишається і сліду[1].

4.2 Форма яєць, розмір, колір і скульптура оболонки, положення на субстраті

Яйця довгастоовальні з гладенькою блискучою поверхнею, червоно — жовтого кольору, розміром 0,8 -1,4 мм,

4.3 Тип личинки та її характерні ознаки, наявність захисного пристосування Личинка має чотири віки. Залежно від віку та умов живлення розмір і колір її різні. Характерною ознакою личинки колорадського жука є м’ясисте липке тіло, яке зверху опукле, наче горбате, а знизу плоске. В передній частині тіла три пари ніг чорного кольору, з обох боків тіла два ряди чорних бородавок. Голова також чорного кольору. Личинка першого віку темно — сіра, вкрита волосками, довжиною 1,5 — 2,4 мм, другого — довжиною 2,5 — 4,5 мм, червона, волоски розміщені рідко, третього — червоно — жовта (цегляна), довжиною 4,6 — 9 мм, личинка четвертого віку 9,1 -16мм, оранжево — жовта або цегляна. Личинка першого віку після відродження яйця обов’язково поїдає оболонку хоріона, в противному разі вона гинее.

4.4 Тип лялечки та її характерні ознаки Лялечка вільна, за формою тіла нагадує жука, рожева або оранжево — жовта, довжиною 9,2 (середня), шириною (максимальна) 6,4 мм[1].

колорадського жук імаго систематика

4.5 Статевий диморфізм та поліморфізм у дорослих комах Статевий диморфізм виражений дуже слабо. Самка крупніше за самця, але ця ознака не надійна. Останній стерніт у самців більш випуклий, з повздовжньою вдавленою лінією; його задій край виразно притуплений. У самки останній стерніт з округло — трикутним заднім краєм, борозенка відсутня.

Поліморфізм у колорадського жука відсутній[1].

4.6 Життєвий цикл Життєвий цикл колорадського жука представлений у вигляді фенологічного календаря:

4.7 Діапауза Важливою біологічною особливістю колорадського жука, яка сприяє поширенню його ареалу і підтриманню високої чисельності особин у популяції, є стан фізіологічного спокою, з настанням якого жуки проникають в грунт і залишаються там на різні строки і на різній глибині, інколи нижче орного шару. В Україні встановлено шість категорій фізіологічного спокою, що мають велике значення при взаємодії з чинниками зовнішнього середовища в різні періоди року:

1) зимова діапауза, що триває від двох до чотирьох місяців на рік, яка забезпечує ощадливу витрату організмом речовин, запасених у теплий час кінця літа й осені до настання холодів;

2) зимова сплячка, що замінює зимову діапаузу при настанні холодного періоду року, вона триває до ранньої весни; в цей час розвиваються відбудовані процеси перед настанням весняного пробудження;

3) літня діапауза, фізіологічно близька до зимової, спостерігається в частини популяції влітку, у найспекотніший період, тривалістю до місяця;

4) літній «сон», що охоплює значну частину популяції в середині літа й триває до 10 діб;

5) затяжна (багаторічна) діапауза, яка в грунтах легкого механічного складу триває у частини особин до трьох років і забезпечує збереження виду в несприятливі для активної діяльності періоди, що перевищують за часом один рік;

6) повторна діапауза, в яку впадають наприкінці серпня — на початку вересня імаго, що перезимували, влітку розмножувалися і дожили до осені. Ці адаптивні явища зумовлюють постійну наявність імаго в грунті у багаторічних осередках розмноження[4].

5. Особливості екології колорадського жука Всі організми складають невід'ємну частину того середовища, в якому вони мешкають. Організми існують в трьох первинних місцях існування — повітрі, воді і грунті. Це зовнішнє середовище безперервно взаємодіє з організмами, створює для них ті або інші умови життя і складається з окремих екологічних чинників. Вся різноманітність цих чинників середовища може бути зведена до наступних чотирьох категорій.

1. Абіотичні, або неорганічні, чинники: дія на організм кліматичних умов (тепла, вологості, світла), а також таких чинників, як сила тяжіння, склад і властивості атмосфери, радіоактивність, рельєф поверхні.

2. Гідро-едафічні, або водно-грунтові, чинники: дія води і грунту як особливих місць існування організмів. Стосовно екології комах ця категорія чинників, особливо грунтові чинники, має дуже важливе значення.

3. Біотичні, або органічні, чинники: дія на організми живих сил природи, взаємини між організмами на основі живлення, внутрішньовидові відносини.

4. Антропічні чинники: дія на природу і організм діяльності людини освоєння земель під посіви і посадки культурних рослин, вирубка лісів, будівництво гідроспоруд, пасивне і активне завезення різних іноземних тварин і рослин, боротьба з шкідниками.

Перші три категорії чинників є первинними, або природними; вони існували в природі ще до появи людини. Що стосується антропічних чинників, то вони є категорією вторинних чинників, що виникли як якісне нове явище в житті наший планети.

Абіотичні чинники До абіотичних чинників відносяться:

*температура середовища;

*вологість середовища;

*сумісна дія температури і вологості;

*дія світла;

*повітряні струми.

Серед абіотичних чинників найважливіше значення в створенні умов життєвого середовища мають кліматичні фактори — тепло, вологість, світло, рух повітря. З них особливо важливої ролі для комах набуває тепловий, або термічний, чинник[1].

Вплив температури середовища на розвиток комах Температура тіла комахи і його стан закономірне вимірюються при зміні зовнішніх температур. Активна життєдіяльність комахи можлива лише в межах визначеного діапазона температур, який у різних видів може бути різним. Але дуже сильне підвищення або пониження температури середовища, що виходить за межі фізіологічних можливостей особини або вигляду, викличе загибель організму. Відбудеться повне порушення життєвих процесів, в організмвиникнуть необоротні біохімічні зміни.

Пониження температури середовища нижче 0 °C спочатку викликає переохолодження соків: вони залишаються незамерзаючими унаслідок вмісту в них солей. При подальшому охолоджуванні середовища пониження температури соків може досягти так званої критичної крапки, або точки максимального переохолодження. В цьому випадку відбудеться часткове замерзання і часткова кристалізація соків із звільненням прихованої теплоти плавлення; остання на короткий проміжок часу піднімає температуру тіла. Таке підняття температури соків тіла набуває значення останньої захисної реакції організму і може врятувати життя. Але подальше пониження температури середовища викликає нове падіння температури соків, остаточне їх замерзання і загибель комахи. Холодостійкість, або здатність переживати дію понижених температур, має дуже велике значення в динаміці чисельності і в розповсюдженні комах. Як виявилось, холодостійкість не є величиною постійною для одного і того ж вигляду і в сильному ступені змінюється в залежності від його фізіологічного стану і біохімічних особливостей. З іншого боку, різні види володіють різною холодостійкістю; одні з них, особливо види з теплішого клімату, гинуть при порівняно незначних опусканнях температури нижче 0 °C, інші ж здатні витримувати значне охолоджування. Таким чином холодостійкість комахи обумовлюється як співвідношенням між вільною водою, з одного боку, і зв’язаною і інтерміцелярною водою — з іншою[1].

Залежність розвитку комахи від вологості середовища Вологість середовища. Показники вологості середовища різноманітні, але в екології комах найбільше значення має відносна вологість повітря, відсоток насичення його водяними парами. Дія вологості позначається різноманітно; воно змінює вміст води в тканинах комахи, а у зв’язку з цим впливає на його поведінку, його життєздатність і плодючість. У одних випадках вологість середовища діє безпосередньо, в інших — вона діє через безпосередньо прийняту комахами їжу або через інші чинники середовища.

Володіючи малими розмірами тіла і, отже, великою поверхнею випаровування, комахи виявляється дуже залежними від вологості середовища як екологічного чинника. Особливо це відноситься до мешканців відкритого повітряного середовища; тут відносна вологість повітря лише в особливих випадках досягає 100%, в більшості ж вона нижча за точку роси, що неминуче створює умови для випаровування комахами води. Утримання в організмі вологи в потрібних межах вимагає спеціальних механізмів як особливих пристосувань для підтримки належної рівноваги між організмом і середовищем. Такими пристосовними механізмами, регулюючими водний обмін у комах, є морфологічні, фізіологічні екологічні адаптації.

До морфологічних пристосувань, або адаптацій, відносяться розвиток на покривах водонепроникної епікутікули, освіта на тілі комах воскового нальоту або покриву, потовщення кутикули, будова дихалець, і лялечок.

До фізіологічних механізмів регулювання водного балансу тіла комахи належать такі пристосування, як відсмоктування води задньою кишкою з неперетравлених залишків пищи, як поглинання вологи покривами при контакті з нею, як надходження вологи в організм з їжею.

Що стосується екологічних пристосувань, то вони перш за все виявляються в зміні місцепроживання особині. Так, почвообітающие комахи при підсиханні верхніх горизонтів грунту здійснюють верті-кальниє міграції, спускаючись в глибші шари, де зберігається 100% вологість повітря або близькі до неї показники. При зволоженні ж верхніх горизонтів відбувається переміщення вгору. Багато комах перед обертанням в лялечку, зимівлею або діапаузою переміщуються на нові місця, щоб поставити себе в умови високої вологості. Одні з них збираються під рослинними залишками і в лісовій підстилці. Інші види йдуть для переживання цих періодів життя в грунт, де вологість середовища більш постійна, ніж в наземних умовах; такі гусениці багатьох совок, багато жуків-довгоносиків[1].

Спільна дія температури і вологості середовища Температура середовища в сильному ступені може змінити характер дії вологості комах. Всі основні показники життя і стану комах — смертність, тривалість розвитку і плодючість — в сильному ступені залежать від конкретних поєднань температури і вологості середовища.

Співвідношення температури і вологості має істотне значення і при виборі видами для свого життя відповідних місцепроживань. Особливості температурного режиму і режиму вологості в тому або іншому місцепроживанні характеризують його мікроклімат, клімат того приземного шару повітря, де виростають рослини і протікає життя багатьох тварин[1].

Роль світла у формуванні годинного і сезонного циклів розвитку комахи Роль світла як екологічного чинника в житті комах, поза сумнівом, велика і часто не поступається, а в деяких випадках навіть перевершує роль інших кліматичних чинників — температури і вологості. Довгий фотоперіод сприяє безперешкодному розвитку багатьох видів, тоді як короткий фотоперіод, що наступає в кінці літа, — початку осяй, стимулює перехід в стан діапаузи. Виявилось, що фотоперіодична реакція комах виявляється не тільки при сильній, але і при слабкій освітленості.

Очевидно, реакція комах на штучне світло різноманітна: вона може бути неоднаковою у різних, іноді навіть близьких видів, може змінюватися від фізіологічного стану — статевої зрілості і віку особин, вона в сильному ступені залежить від спектрального складу випромінювання, температури середовища[1] .

Значення повітряних потоків у розселенні виду

Істотну роль як один з чинників розселення комах можуть грати повітряні струми — горизонтальні і вертикальні.

Проте повітряні струми сприяють розселенню в деяких випадках і безкрилих комахах і личинках, парусностью, що володіють. Переміщенню комах сприяють також і вертикальні повітряні струми, наприклад рух теплого повітря вгору в денний і вечірній годинник доби. Ці повітряні струми підхоплюють комах, переміщають їх у вищі горизонти, де вони потрапляють під дією сильних і постійних вітрів і вимушені здійснювати повітряний дрейф. Комахи, що дрейфують, можуть опинитися на висоті 1 — 2 тис. м і більш і розносяться на сотні кілометрів. Це відноситься до комах не тільки з активним, але і пасивним польотом[1].

Водно — грунтові чинники Водоймища і грунти є біовідсталим середовищем; вона служить на наший планеті і місцем життя, і місцем створення органічної продукції.

Як місце існування грунт, відрізняється великою своєрідністю і проміжним положенням між водним і повітряним середовищами. Будучи особливим природним тілом, грунт є трифазною системою: складається з твердої, рідкої і газоподібної фаз. Тверда фаза утворює структурну основу грунту, який завжди утримує в собі те або інша кількість води і повітря.

Видатне значення грунту в житті тварин, у тому числі і комах; посилюється ще і тим, що грунт є також субстратом для пересування наземних видів.

По ступеню зв’язку з грунтом комахи, що населяють її, і інші організми неоднорідні. У зв’язку з цим пропонувалися різні екологічі класифікації мешканців грунту організмів. Найбільш простим і зручним є підрозділ на три групи: геобіонти — постійні мешканці грунту, геофіли — що мешкають в грунті тільки в одній з фаз свого розвитку і геоксени — тимчасово відвідуючі грунт.

Грунт може бути доповнений підрозділом всього грунтового населення на дві групи — активних і пасивних грунтових мешканців. Пер-виє активно пересуваються і харчуються в грунті, прискорюють кругообіг речовин в ній; сюди відносяться все ті комахи, які живуть в грунті у фазі личинки або дорослої комахи. Що стосується пасивних грунтових мешканців, то вони пов’язані з грунтом своїми нерухомими фазами розвитку — яйцем або лялечкою, або якщо знаходяться тут у фазі личинки або імаго, то лише в стані фізіологічного спокою при діапаузі[1].

Біотичні чинники Найважливішу роль в житті комах грають їх взаємини з різними живими організмами — тваринами і рослинами. Всі ці живі сили природи виступають як біотичні чинники середовища, що впливають на кожен окремий організм і його сукупність — популяцію і вигляд.

Основу взаємин комах з біотичними чинниками середовища складають харчові, або трофічні, взаємини і зв’язки. Споживання їжі є фізіологічною необхідністю, що і викликає появу різноманітних пристосувань, направлених до використання тих або інших джерел пищи[1].

Екологічні зв’язки комахи з рослинами Пошкодження і шкідливість. Джерела їжі комах вельми різноманітні. У одних випадках для живлення і отримання їжі використовуються живі організми — тварини і рослини; у інших випадках уживаються продукти їх життєдіяльності - неперетравлені залишки пищи у вигляді і відмерлі або опалі частини рослин; нарешті, можуть використовуватися в їжу самі мертві тварини і рослини.

Доведено, що при живленні на рослинах, що найбільш віддаються перевага, комахи мають меншу смертність, розвиваються швидше, досягають більшої маси і виявляються плодовитішими.

Багато рослиноїдних комах при живленні на культурних і господарський використовуваних рослинах викликають на них різноманітні пошкодження. Ці пошкодження заподіюються різними способами — живленням на рослинах, відкладанням яєць в їх тканині, перенесенням бактерійних, вірусних і грибних хвороб рослин. Пошкодження — це одна з зовнішніх сторін екологічного взаємовідношення комахи з рослиною. Запилення рослин. Перенесення пилку і перехресне запилення квіткових рослин — одна з найвидатніших і, як тепер встановлено, стародавніх функцій комах в природі.

Вироблення спеціальних пристосувань для залучення і прийому комах-обпилювачів складає характерну межу ентомофільних рослин, рослин, що обпилюються комахами. Ентомофілія у рослин виявляється різноманітно — в яскравому забарвленні, видаваному ароматі і в будові квітки. Яскраве забарвлення і аромат стають привлекающими сигналами, на які у комах-обпилювачів при посещении квіток виробляються умовні рефлекси; завдяки цьому сильно збільшується відвідуваність квіток одного і того ж вигляду і різко підвищується можливість перехресного запилення.

Вироблення у рослин спеціальних пристосувань в будові цветка для прийому комахи забезпечує успішні відвідини квітки і нанесення пилку на тіло обпилювачу. Нерідко це веде до ентомофільной спеціалізації - рослина пристосовується до прийому строго певних груп комах[1].

Взаємзв'язок з іншими організмами Природні вороги. Комахи мають численних природних ворогів, а саме: патогенних мікроорганізмів, паразитичних черв’яків, хижих і паразитичних комах і інших членистоногих, хижих хребетних тварин. Всі вони грають ту або іншу роль в обмеженні розмноження і розповсюдження шкідливих комах, тому приносять користь людині і деякі з них використовуються для біологічної боротьби з шкідниками; але ці ж організми при поразці або нападі на корисних комахах можуть заподіювати людині істотної шкоди.

Патогенні мікроорганізми складають істотну частину природних ворогів комах. До їх числа відносяться гриби, бактерії, віруси, а з тварин — простші. Вони викликають у комах раз-особисті захворювання, які вже давно привертають до себе увагу у зв’язку з використанням їх для боротьби з шкідниками.

Грибні хвороби, або мікози, викликаються у комах представниками головним чином з класів фікоміцетів (Phycomycetes) і недосконалих грибів (Fungi imperfecti). Серед фікоміцетів особливі багато патогенних представників входить до складу сімейства ентомофторових (Entomophthoraceae), саме грибів з пологів Empusa і Entomophthora.

Бактерійні хвороби, або бактеріози, складають найбільш поширений серед комах тип захворювання. Уражені комахи відрізняються меншою рухливістю, зниженням споживання пищи, виділеннями з ротового і анального отворів кишкової рідини.

Вірусні хвороби також поширені серед комах. На відміну від інших мікроорганізмів віруси не здатні жити в штучних середовищах і є обов’язковими паразитами, що розвиваються тільки в живих клітинах.

Паразитичні черв’яки, пов’язані з комахами, чисельно і різноманітно. Одні з них належать до стаціонарних паразитів комах, для інших комахи є лише проміжними господарями, від яких вони переходять до остаточного господаря — хребетних тварин і людини.

Основними методами біологічної боротьби з шкідниками є: мікробіологічний метод, акліматизація природних ворогів, сезонна колонізація ентомофагів і сприяння місцевим ентомофагам.

Сезонна колонізація полягає в штучному розведенні ентомофагів з подальшим щорічним їх випуском на початку розвитку шкідника; надалі ентомофаг самостійно розвивається протягом сезону і пригнічує шкідника.

Сприяння місцевим ентомофагам складає важке і разом з тим важливе сучасне завдання біологічної боротьби з шкідниками. Місцеві ентомофаги є звичайними мешканцями сільськогосподарських угідь або прилеглих до них ділянок і можуть приносити істотну користь, якщо їх чисельність буде достатньою[1].

Антропогенні чинники Дія людини і його господарської діяльності на організми, у тому числі і на світ комах, складає в даний час одну з наймогутніших форм екологічної дії в природі. Але будучи сам частиною природи, людина лише споживає речовини в ній, але не створює їх. Тому все наше «перетворення» живої природи по суті зводиться до руйнування або зміни природних взаємин організмів, що склалися тисячоліттями, з середовищем — з метою отримання різноманітної біологічної продукції. І завдання полягає в тому, щоб пізнати екологічні закони і правильно їх застосовувати при використанні природи.

Відкриття і освоєння під сільськогосподарські культури цілинних земель, вирубка і розкорчовування з цією метою ліси, осушення боліт, зрошення посушливих степів і пустель, пасіння худоби і багато інших проявів господарської діяльності людини в сильному ступені змінюють склад фауни комах. Одні види при цьому повністю витісняються і зникають, інші, навпаки, отримують особливо сприятливі умови для життя і розмноження.

Всі ці дії здійснюються широким фронтом і зазвичай зачіпають не окремі види організмів, а цілі їх комплекси разом з навколишнім середовищем — біоценози, або екологічні системи[1].

6. Результати особистих спостережень Рис. 6.1.Колорадський жук/за www.yandex.ru.фото комах

1- Імаго; 2- яйця; 3- личинка;4-лялечка;5- вихід імаго із зимівлі; 6- жуки і личинки на картоплі;

Вивченням біології колорадського жука займалися Р. С. Ушатинська, В.Є.Санін, М. П. Дядечко, І.В.Ковтун, А.І.Попов та інш. Вони пропонують розробляти заходи боротьби, враховуючи особливості біології шкідника. Наприклад, Попов А.І. вважає, що для розробки заходів боротьби можна використати біологічну особливість жука, яка була встановлена Р. С. Ушатинською. За її даними, весняний відновний період у комахи триває до 2−3 тижнів, протягом яких організм звільняється від виділень, які нагромадилися за період зимівлі. У тілі жука відновлюється водний баланс та підвищується газообмін і тканинний обмін. Тому жуки повинні обов’язково зробити так званий фізіологічний політ. Коли комах позбавити можливості польотів після виходу з ґрунту, то лише в окремих випадках вони відкладають яйця, але личинки в них не розвиваються.

Протягом 2009 року ми вивчали біологію колорадського жука. Досліди проводились на базі дослідного господарства Інституту луб’яних культур (м. Глухів, Сумської області).

Було встановлено, що вихід колорадського жука з ґрунту значно залежить від коливань погодних умов, особливо від температури ґрунту, суми ефективних температур і кількості опадів. Як показали ссипостереження, особливо інтенсивно проходить вихід жуків з ґрунту весною після дощу при теплій і сонячній погоді (при середній температурі повітря 18 °C і ґрунту 13−14°С)[6].

Дані Глухівської агрометеостанції свідчать про те, що клімат нашої місцевості пом’якшився. Середня температура 3-х декад становила +12,3°С, січнева -0,3°С і за 9 місяців випало усього 300 мм опадів.

Спостереження за розвитком шкідника ми проводили навесні і встановили, що початок виходу колорадського жука з ґрунту у 2009 році почався з 25 квітня. Вихід жука дуже розтягнутий і триває в середньому до трьох місяців, причому перші жуки починають з’являтися задовго до сходів. Однак жуки різних строків виходу знаходяться у неоднаковому фізичному стані. Ті, що виходять з ґрунту рано, дуже ослаблені і потім майже повністю гинуть. Фізіологічно найсильнішими є ті жуки, що зробили перший політ. Результати наших досліджень підтверджують дані Р.С. Ушатинської.

Вихід поодиноких жуків навесні 2009 року продовжувався до 9 травня, а у зв’язку з тим, що ІІ і ІІІ декади червня та ІІІІ декади липня були теплими (відповідно середня температура цих декад становила (t +19°С та t +21,3°С), жуки з ґрунту виходили до 12 липня. Найбільш масово ми їх спостерігали з 10 травня. Жуків І - ї генерації (або літньої) на 12 липня вийшло 90%[6].

Строки розвитку колорадського жука наводяться в табл. 1.

Табл. 6.1. Строки розвитку колорадського жука

Аналізуючи таблицю, слід відмітити, що боротьбу із шкідниками картоплі слід починати на початку масового виходу шкідника.

Колорадський жук дуже плодючий. Нашими дослідженнями встановлено, що найбільшу кількість яєць відкладають самки, що перезимували (1500шт), плодючість літніх поколінь нижча (1-го — 340, 2-го — 30шт).

Самки колорадського жука відкладають яйця протягом усього літа.

Через те, що середньомісячна температура травня 2009 року становила +12°С, відкладання яєць жуками, що перезимували, було неодночасне. Самки жуків почали відкладати яйця з 15 травня. Масова яйцекладка почалася з 6 червня і тривала по 11 липня. Останні яйцекладки нами були зафіксовані 3−5 вересня.

Ембріональний розвиток жука залежно від температури та відносної вологості повітря відбувається протягом 6−18 днів. За сприятливих умов личинки відроджуються через 5−6 днів. При температурі повітря нижче 12 °C яйця не розвиваються. За нашими даними личинки 1-го віку масово почали з’являтися 12, ІІ-го-18, ІІІ-го-23, ІV-го — 30 червня.

Для розвитку лялечки необхідно 12−21 днів, залежно від погоди, після чого на поверхню ґрунту виходять молоді жуки. У 2008 році вихід перших молодих жуків ми спостерігали у першій декаді липня.

Наведені вище дані дозволяють зробити наступні висновки:

— у 2009 році в наших умовах шкідник дав одне повне покоління;

— біологічні властивості колорадського жука слід обов’язково враховувати при розробці заходів боротьби із шкідником на наступний рік.

7. Головні поняття екології та її основні терміни Екологія — це взаємини організму з середовищем і їх наслідку.

Біоценологія — це екологічне вивчення організмів по суті забезпечує найбільш глибоке і повне пізнання в цілому живого покриву наший планети — як вищого прояву життя на Землі.

Екологічна пластичність вигляду — це різна широта вимог вигляду до чинників середовища: одні комахи можуть харчуватися різноманітними рослинами, що відносяться до різних ботанічних сімейств, інші харчуються тільки конкретною рослиною.

Еврібіотичні види — це екологічно пластичні витриваліші.

Стенобіотичні види — це екологічно непластичні.

Стація — це ділянка території, зайнята популяцією вигляду і що характеризується певними екологічними умовами.

Біотип — це ділянка території, заселена співтовариством організмів.

Ареал вигляду — це область географічного розповсюдження вигляду, яка є географічно збільшеною стацією і, отже, залежить як від виборчих вимог вигляду до середовища, так і від суми екологічних умов, що складаються на території ареалу, — клімату, рослинного покриву.

Біоценоз — це організми що живуть не ізольовано один від одного, а співіснують у вигляді особливих співтовариств, або біологічних комплексів.

Агробіоценоз — це освоєння цілинних земель під посіви приводить до повної перебудови фауни ділянки яка освоюється до безповоротного вимирання ряда цілинних видів комах, у тому числі і корисних, і до надзвичайного збільшенню чисельності окремих видів, які і стають шкідниками.

Висновок Виходячи з вище вказаного можна зробити такий висновок :

КОЛОРАДСЬКИЙ ЖУК (Leptinotarsa decemlineata Say)

Одержання високих і стабільних врожаїв картоплі в Україні, яка вирощується на площі 1,5−1,7 млн. гектарів, багато в чому лімітується діяльністю агресивних шкідників. Серед останніх домінує колорадський жук, здатний знизити врожайність картоплі, а також томатів, баклажанів і перцю на 75−80%.

Широке застосування більше 30 інсектицидів в Україні призвело до збільшення показників резистентності популяцій колорадського жука, забруднення овочевої продукції та навколишнього середовища цими екологічно небезпечними ксенобіотиками. Тому вивчення мікроеволюційних процесів, що протікають у природних популяціях колорадського жука, у даний час знаходиться в центрі уваги екологів. Знання популяційної структури цього виду, меж популяцій, геногеографії, комплексне вивчення темпів, характеру та спрямованості пускових механізмів мікроеволюційних процесів колорадського жука необхідні для вирішення багатьох прикладних завдань, у тому числі і в інтегрованій системі захисту рослин[6].

Список літератури

1. Бей-Биенко Г. Я. Общая энтомология. — М.: Высшая школа, 1980.

2. Большая энциклопедия/ Под ред. С. Н. Южакова. — СПб.: Просвещение, 1902. — 588с.

3. Санін В. А. Колорадський жук та заходи боротьби з ним. — К.: Урожай, 1986. — С. 13−14.

4. Сільськогосподарська ентомологія: Підручник / За ред. Б. М. Литвинова, М.Д. Євтушенко. — К.: Вища освіта, 2005. — 511с. :іл.

5. Юревич И. А., Вейгельт О. А. О вредности колорадского жука // Защита растений от вредителей и болезней. — 1961. № 5.