В морфологическом отношении чешуекрылые (бабочки ) составляют довольно компактную группу крылатых насекомых. Все тело и 4 крыла густо покрыты чешуйками и частично волосками. Голова с крупными фасеточными глазами, хорошо развитыми нижнегубными щупиками и расположенным между ними длинным спирально скрученным сосущим хоботком. Только у зубатых молей (Micropterigidae) ротовой аппарат грызущего типа. Усики хорошо развиты, самого разнообразного строения - от нитевидных до перистых или булавовидных.
Крылья обычно широкие, треугольные, реже узкие или даже ланцетовидные. Чаще всего передние крылья несколько шире задних, но иногда (например, у видов семейства Crambidae
) наблюдаются обратные соотношения: задние крылья гораздо шире узких передних крыльев. У низших чешуекрылых (Micropterigidae, Eriocraniidae, Hepialidae
) обе пары крыльев примерно одинаковы по форме и размерам.
Передние и задние крылья скреплены друг с другом специальным сцепочным аппаратом. Наиболее распространен френатный тип сцепления крыльев. В этом случае сцепление осуществляется с помощью френулума (уздечки) и ретинанулума (зацепки). Уздечка представлена одной или несколькими крепкими щетинками в основании заднего крыла, а зацепка - либо рядом щетинок, либо загнутым выростом в основании переднего крыла. В некоторых группах френатный сцепочный аппарат исчезает (например, у булавоусых чешуекрылых - Rhopalocera и коконопрядов - Lasiocampidae ), и соединение крыльев обеспечивается наложением переднего крыла на расширенное основание заднего крыла. Такой тип сцепления крыльев называется аплексиформным.
Жилкование крыльев чешуекрылых характеризуется значительной (редукцией поперечных жилок и незначительным ветвлением основных продольных стволов. В пределах отряда выделяется 2 типа жилкования крыльев.
Чешуйки на крыльях различно окрашены и образуют часто довольно сложный рисунок. Нередко наблюдается структурная окраска (пятна с металлическим блеском). По наружному и заднему краю крыльев тянется бахрома, состоящая из нескольких рядов чешуек и волосков.
В грудном отделе наиболее развита среднегрудь). Переднегрудь по бокам тергита несет лопастевидные придатки - патагии. В среднегруди сходные образования расположены над основанием передних крыльев и называются тегулами. Ноги бегательные, часто со шпорами на голенях. У некоторых чешуекрылых передние ноги сильно (редуцированы, спрятаны в волосяном покрове, и бабочки передвигаются на четырех ногах.
Дневные чешуекрылые, образующие естественную группу Rhopalocera, в состоянии покоя поднимают и складывают крылья над спиной. У большинства остальных бабочек обе пары крыльев отводятся назад, складываются и вытягиваются вдоль брюшка; только некоторые пяденицы (Geometridae ) и павлиноглазки (Attacidae ) не складывают крылья, а держат их распростертыми в стороны.
Брюшко состоит из 9 сегментов. Последний сегмент резко модифицирован, особенно у самцов, у которых он формирует копулятивный аппарат. Структурные особенности копулятивного аппарата широко используются в систематике, позволяя четко разграничивать даже близкие виды. У самок последние сегменты брюшка (обычно с седьмого до девятого) преобразованы в телескопический мягкий яйцеклад. В большинстве случаев половая система самок у бабочек открывается наружу двумя половыми отверстиями. Одно из них, терминальное, служит только для откладки яиц, второе, расположенное либо на конце седьмого сегмента, либо на восьмом сегменте, является совокупительным отверстием. Этот тип половой системы назван дитризным и характерен для большинства чешуекрылых. Однако в архаичных семействах (Micropterigidae, Eriocraniidae и др.) половая система построена по так называемому монотризному типу, при котором имеется только одно половое отверстие. И наконец, в семействе Hepialidae , хотя и развиты два половых отверстия, оба они занимают терминальное положение.
Характерная черта бабочек - развитие у многих из них криптических приспособлений, обеспечивающих их защиту от хищников. Сложные рисунки на крыльях имитируют отдельные элементы окружающей среды. Так, у некоторых совок (Nootuidae ), сидящих днем на стволах деревьев, передние крылья по окраске и рисунку сходны с лишайниками. Задние крылья, прикрытые сверху передними, не видны и не имеют сложного рисунка. То же самое наблюдается и у дендрофильных пядениц (Geometridae ), у которых на передних крыльях часто воспроизводится изображение структуры коры. У некоторых нимфалид (Nymphalidae ) при складывании крыльев наружной оказывается их нижняя сторона. Именно эта сторона окрашена у многих из них в темно-бурые тона, что в сочетании с изрезанным контуром крыльев создает полную иллюзию засохшего прошлогоднего листа.
Часто параллельно с криптической окраской у бабочек наблюдаются рисунки с яркими, броскими пятнами. Почти все нимфалиды, обладающие криптическим рисунком на исподе крыльев, сверху окрашены исключительно эффектно. Многоцветная яркая окраска используется бабочками для распознавания особей своего вида. У пестрянок (Zygaenidae ), обладающих ядовитой гемолимфой, яркая контрастная окраска крыльев и брюшка выполняет иную сигнальную функцию, указывая на их несъедобность для хищников. У части чешуекрылых, ведущих дневной образ жизни, возникает замечательное внешнее сходство с хорошо защищенными насекомыми, такими как жалящие перепончатокрылые. У стеклянниц (Sesiidae ) такое сходство достигается окраской брюшка и прозрачностью узких крыльев, на которых практически полностью редуцированы чешуйки.
Основным источником пищи для бабочек служит нектар. Перелетая при питании с цветка на цветок, бабочки, наряду с двукрылыми, перепончатокрылыми и жуками активно участвуют в опылении растений. Примечательно, что бабочки, обладая достаточно длинным хоботком, посещают цветки не только с открыто расположенными источниками нектара, но и с нектаром, глубоко скрытым в шпорцах цветков или на дне трубчатого венчика и соответственно недоступным для других насекомых. Цветки многих гвоздичных и орхидных благодаря их морфологии могут опыляться только чешуекрылыми. У некоторых тропических орхидей возникают специальные приспособления к опылению цветков чешуекрылыми.
Помимо нектара многие бабочки охотно поглощают сок, вытекающий из пораненных деревьев или плодов. В жаркий летний день можно наблюдать большие скопления белянок (Pieridae ) возле луж. Сюда же, привлеченные водой, прилетают и другие чешуекрылые. Многие дневные бабочки часто кормятся на экскрементах позвоночных животных. Независимо в самых различных семействах чешуекрылых возникает афагия: бабочки не питаются и их хоботок подвергается редукции. Среди насекомых с полным превращением чешуекрылые - единственная крупная группа, в которой столь часто наблюдается переход к афагии.
Большинство чешуекрылых ведет ночной образ жизни и только некоторые группы активны днем. Среди последних ведущее место принадлежит булавоусым, или дневным чешуекрылым (Rhopalocera) - группе, чрезвычайно обильно представленной в тропиках. Дневной образ жизни характерен также для ярко окрашенных пестрянок (Zygaenidae ) и стеклянниц (Sesiidae ). Среди других семейств чешуекрылых палеарктической фауны виды с дневной активностью встречаются спорадически. Некоторые совки (Noctuidae ), пяденицы (Geometridae ), огневки (Pyralidae ), листовертки (Tortricidae ) обладают круглосуточной активностью, однако днем эти бабочки чаще всего активны в пасмурную погоду или в затененных местах.
Чешуекрылые - насекомые с четко выраженным половым диморфизмом, который проявляется в строении усиков и сцепочного аппарата крыльев, в характере крылового рисунка и в степени опушения брюшка. Наиболее демонстративный половой диморфизм в рисунке крыльев наблюдается как у дневных, так и у ночных чешуекрылых. Ярким примером половых различий может служить расцветка крыльев у непарного шелкопряда (Ocneria dispar L.). Самки этого вида крупные, со светлыми, почти белыми крыльями; они резко отличаются от мелких и стройных самцов со сложным бурым рисунком на крыльях. Усики у самок непарного шелкопряда слабо гребенчатые, у самцов сильно гребенчатые. Половой диморфизм в окраске крыльев может быть выражен в ультрафиолетовой части спектра и невидим для глаза человека. Так, совершенно одинаковые белые бабочки боярышницы (Aporia crataegi L.) на самом деле диморфны, и самцы отличаются от самок ультрафиолетовым рисунком.
Крайним выражением полового диморфизма могут служить мешочницы (Psychidae ), некоторые пяденицы (Geometridae ), отдельные виды волнянок (Lymantriidae ) и листоверток (Tortricidae ), у которых самки в отличие от самцов не имеют крыльев, либо обладают их рудиментами. Самки многих чешуекрылых выделяют пахучие вещества (феромоны), запахи которых самцы улавливают обонятельными рецепторами. Чувствительность рецепторов довольно высока, и самцы улавливают запах самки с расстояния в несколько десятков, а иногда и сотен метров.
Чешуекрылые, или бабочки – один из самых многочиленных отрядов насекомых из типа членистоногие животные. Характерной особенностью всех представителей отряда является наличие чешуйчатого разноцветного покрова крыльев.
В настоящее время известно около 150 тысяч видов, распространенных по всему земному шару, за исключением Антарктиды. Особенно богата разнообразными, ярко окрашенными бабочками фауна тропических областей. Отряд чешуекрылых включает два подотряда: равнокрылые и разнокрылые. К последнему относят большинство ныне известных бабочек. Это красочные огневки, павлиноглазки, ночные бабочки, нимфалиды, пяденицы, а также неприметные моли, вредители садов - листовертки и т.д.
Размножение . Для насекомых данного отряда характерно полное превращение в процессе развития, то есть из яйца вылупливается личинка, не похожая внешне на взрослую особь. Личинки (гусеницы) имеют ротовой аппарат грызущего типа и удлиненное тело. Кроме трех пар грудных ножек, у личинки есть 2-5 пар брюшных ложноножек – нечленистых продолговатых образований с коготками на концах. Личинки многих видов, например, яблочной моли, формируют паутинные гнезда, где несколько особей вместе питаются и скрываются от врагов. Слюнные железы гусеницы, кроме слюны, выделяют еще и шелковые нитки, из которых она плетет защитный кокон для куколки, в которую личинка превращается после нескольких линек. Через определенный период полностью сформированное взрослое насекомое (имаго) выходит из куколки. Для имаго отряда чешуекрылых характерна короткая продолжительность жизни – от нескольких часов (у непитающихся видов) до нескольких месяцев.
Годовые циклы развития бабочек у разных видов отличаются. Большинство видов дают одно поколение в год, некоторые – два и более. Подавляющее большинство чешуекрылых ведет ночной образ жизни, некоторые виды активны в дневное время.
Строение . Размеры представителей отряда чешуекрылых варьируют в широких пределах – от 2 мм до 15 см. Самая маленькая бабочка – моль-малютка, обитающая на Канарских островах, самая крупная – парусник Маака, распространенный в Европе.
Так же, как и у других насекомых тело делится на голову, грудь и брюшко. Внешний прочный хитиновый покров образует наружный скелет.
Все взрослые особи имеют по две пары крыльев, покрытых видоизмененными волосками-чешуйками. Эти чешуйки определяют рисунок и окраску крыльев, благодаря сочетанию окрашенных и бесцветных чешуек, преломляющих солнечные лучи и придающих крыльям металлический блеск. Окраска крыльев может быть яркой, отпугивающей врагов, или блеклой, приспособительной (для мимикрии). Все бабочки хорошо летают, некоторые способны к длительным перелетам.
Ротовой аппарат бабочек сосущего типа и представляет собой пластичный, спирально закрученный хоботок, для питания жидкими веществами, в частности, нектаром цветов. Некоторые моли лишены хоботка, у них ротовые органы грызущего типа. Имеются усики различного размера и формы – органы обоняния и осязания. Крупные сложные глаза, расположенные по бокам головы, хорошо развиты. Характерно наличие слухового аппарата и органов вкуса.
Все бабочки раздельнополые. У некоторых видов выражен половой диморфизм.
Значение чешуекрылых в природе и жизни человека огромно. Взрослые бабочки – прекрасные опылители растений. Но гусеницы многих видов (например, непарный шелкопряд, белянка капустная, яблочная моль) наносят вред культурным растениям. Иногда гусениц определенных видов используют в борьбе с сорняками. Тутового и дубового китайского шелкопряда человек издавна разводит для получения шелка. Многие крупные бабочки привлекают своей красотой, к примеру, махаон, аполлон. Издавна собирают энтомологические коллекции, как частные, так и научные. С увеличением числа коллекционеров в некоторых странах даже были созданы фермы по разведению бабочек. Более 100 видов бабочек находятся на грани уничтожения и занесены в Красную книгу.
Из этого урока вы узнаете о самых многочисленных группах насекомых, которые освоили все возможные среды обитания на нашей планете - жуках, или жесткокрылых, бабочках или чешуекрылых, а также о мухах и комарах, которые относятся к отряду Двукрылые. Из этого урока вы узнаете, почему жуки и мухи жужжат, комары звенят, а бабочки летают неслышно. Познакомитесь с особенностями строения тела и ротового аппарата этих насекомых, узнаете про историю взаимодействия этих животных с человеком. На этом уроке речь будет идти про Великий шелковый путь, малярию, наяд и нимф, а также о том, для чего и как защищаться от жуков. Из дополнительного материала вы узнаете о сетчатокрылых и ручейниках, и о том, как живут, питаются и линяют их личинки.
Тема данного урока: «Три крупных отряда насекомых с полным превращением». Цель урока - оговорить основные отличия полного и неполного (рис. 1) превращения, а также рассказать о трех отрядах насекомых с полным превращением.
Рис. 1. Насекомое с неполным превращением
Для начала давайте выясним, чем это самое полное превращение отличается от неполного. В жизненном цикле насекомых с неполным превращением всего три стадии: яйцо, личинка и имаго (рис. 2).
Рис. 2. Неполное превращение (клоп)
Личинки насекомых с неполным превращением внешне схожи со взрослыми особями. Они имеют сложные глаза, ротовые органы, такие же, как у имаго, и наружные зачатки крыльев (рис. 3, 4).
Рис. 3. Личинка клопа
Рис. 4. Личинка таракана
В жизненном цикле насекомых с полным превращением четыре стадии. Это яйцо, личинка, куколка и имаго. Личинки насекомых с полным превращением мало похожи на взрослых особей (рис. 5).
Рис. 5. Полное превращение (двукрылые)
Действительно, трудно узнать в червеобразной личинке жука или в гусенице бабочку (рис. 6).
Рис. 6. Гусеница
Личинка обычно лишена сложных глаз и всегда лишена наружных зачатков крыльев. Часто она имеет иной тип ротовых органов, нежели взрослые особи. Многие органы таких личинок имеют временный характер - у взрослых насекомых они отсутствуют. Таковы, например, брюшные ложноножки, личиночный ротовой аппарат и паутинные железы.
Закончив свой рост, личинка последнего возраста прекращает питание, становится неподвижной и линяет в последний раз. Она превращается в куколку.
Отряд Жесткокрылые, или Жуки. Это самая большая группа насекомых, насчитывающая около 360 тысяч только известных видов, в целом это составляет около 40 % от всех известных видов насекомых.
Рис. 7. Характерные признаки жесткокрылых
Для того чтобы представить себе насколько громадна эта группа, рассмотрим один простой пример. Все птицы, рыбы, млекопитающие, амфибии, рептилии, а также многие другие относятся к типу Хордовые. Всего представителей типа Хордовые существует около 50 тысяч видов. Так вот, жуков из одного только семейства Долгоносики (рис. 8) существует несколько больше, около 70 тысяч видов.
Рис. 8. Долгоносик
Жесткокрылые очень разнообразны, большая часть их видов до сих пор плохо изучена. Поэтому окончательно понять, сколько же видов существует до сих пор, невозможно.
Первая пара крыльев у жесткокрылых превратилась в жесткие надкрылья, откуда пошло и название отряда. Надкрылья крепятся на средней груди. Они прикрывают собой задние крылья и мягкое брюшко. Вторая пара крыльев - тонкая перепончатая и служит для полета. Крылья крепятся на задней груди. Иногда крылья и изредка надкрылья могут исчезать.
Рис. 9. Жук-трилобит
Ротовой аппарат грызущий (рис. 10).
Рис. 10. Ротовой аппарат пахучего стафилина
Превращение, как вы уже поняли, полное. Очевидно, что при столь громадной численности внешний вид и форма тела представителей отряда чрезвычайно разнообразны.
Длина тела - от доли миллиметра до почти 17 см.
Рис. 11. Дровосек-титан
Окраска бывает как потрясающе яркой, предупреждающей (рис. 12), так и маскирующей.
Рис. 12. Жук-нарывник
Причем некоторых жуков почти невозможно заметить в их среде обитания.
Многие виды имеют причудливые выросты на теле, видоизмененные конечности или челюсти (рис. 13, 14).
Рис. 13. Жук-слон
Рис. 14. Жук-олень
Личинки жуков также отличаются разнообразием форм, размеров и окраски. У них грызущий ротовой аппарат (рис. 15, 16). Брюшные ложноножки у них отсутствуют. Личинки жуков, как и другие членистоногие, растут при помощи линек. Жизнь личинки может продолжаться от нескольких месяцев до десятков лет.
Рис. 15. Личинка жужелицы
Рис. 16. Личинка жука-усача
Куколки обычно мягкие, неокрашенные (рис. 17).
Рис. 17. Куколка жука
Жуки широчайшим образом распространены по всему миру, кроме совсем холодных мест. Наиболее богато отряд представлен в тропических регионах. Жуки освоили все среды жизни. Их имаго и личинки живут на листьях и в тканях растений, в почве и на ее поверхности, в воде и в многих других местообитаниях (рис. 18).
Рис. 18. Жук-носорог
Питаться жесткокрылые могут чем угодно: любыми частями растений и любыми животными, грибами и падалью, навозом (рис. 19) и абсолютно сухими продуктовыми запасами.
Рис. 19. Навозник
Многие жуки имеют весьма интересные приспособления для защиты от врагов. Это и предупреждающая окраска (рис. 20), и покровительственная окраска, и ядовитость, и защитное поведение.
Рис. 20. Личинка колорадского жука
Друг с другом жуки могут контактировать, используя химические, звуковые или даже световые сигналы.
Значение жуков поистине огромно. При своей невероятной численности и разнообразии они поедают огромное количество растений и животных, а также разлагающихся остатков. В свою очередь, имаго и личинки жуков тоже служат пищей для всяких других животных. Многие жуки из семейств Пластинчатоусые, Щелкуны, Долгоносики, Листоеды и Усачи являются вредителями сельского и лесного хозяйства (рис. 21, 22).
Рис. 21. Колорадский жук
Рис. 22. Долгоносик
Некоторые представители жужелиц и божьих коровок, наоборот, способны массово поедать вредителей. Некоторые божьи коровки даже иногда специально разводятся человеком для борьбы с тлями (рис. 23, 24).
Рис. 23. Жужелица
Рис. 24. Божья коровка питается тлей
Могильщики и навозники - характерные редуценты. Они выполняют функцию санитаров, поедая навоз и падаль (рис. 25).
Рис. 25. Жуки-мертвоеды
Отряд Чешуекрылые, или Бабочки. У этих насекомых крылья покрыты чешуйками, откуда и их название. Чешуйки (рис. 26) - это по сути своей уплощенные волоски.
Рис. 26. Чешуйки
Крыльев у бабочек две пары. В зависимости от формы, цвета и размера чешуек крылья имеют ту или иную окраску.
Рис. 27. Характерные признаки чешуекрылых
Развитие бабочек идет с полным превращением. Они проходят стадию яйца, личинки (рис. 29), куколки (рис. 30) и имаго (рис. 31). Яйца бабочек разнообразны по форме (рис. 28).
Рис. 28. Яйца
Рис. 29. Личинка
Рис. 30. Куколка
Рис. 31. Имаго
Личинок называют гусеницами. У гусениц, в отличие от имаго бабочек, ротовой аппарат грызущий.
Имеются сложные фасеточные глаза, антенны и ротовой аппарат. Ротовой аппарат у разных бабочек может быть устроен по-разному. У самых примитивных представителей отряда имеются работающие верхние челюсти, или жвалы, но не имеется характерного для отряда в целом хоботка. У всех остальных бабочек присутствует специальный хоботок, который они используют для питания жидкой пищей (рис. 32). Он эластичен и может сворачиваться как спираль, а длина его помогает бабочкам питаться нектаром даже из очень глубоких цветков. У некоторых бабочек хоботок вторично отсутствует. Часто взрослые бабочки вообще не питаются.
Рис. 32. Хоботок бабочки
Размах крыльев бабочек - от 3 мм до почти 30 см. Всего бабочек существует около 150 тысяч видов (рис. 33).
Рис. 33. Совка агриппина
Распространены бабочки всесветно, от холодных тундр до жарких пустынь. В горах бабочки распространены вплоть до границы вечных снегов и льдов. Из-за активной хозяйственной деятельности человека, уничтожающего их места обитания, многие виды этих прекрасных насекомых находятся под угрозой исчезновения.
Гусеница - это личинка бабочки. Она обычно червеобразная, с грызущим ротовым аппаратом, тремя короткими настоящими ногами и несколькими парами ложноножек (рис. 34).
Рис. 34. Гусеница
Гусеницы большинства видов бабочек имеют шелкоотделительные железы, с помощью которых они перед окукливанием создают кокон. Пища гусениц в основном растительная, изредка это шерсть и другие роговые вещества. Иногда гусеницы способны даже хищничать.
Многие гусеницы имеют яркую окраску, красивое опушение и выросты. Яркая окраска предупреждает об их ядовитости. Опушение, как правило, колкое и раздражает полость рта хищника, который рискнул есть такую гусеницу (рис. 35). Выросты, как правило, тоже колючие или ядовитые.
Рис. 35. Опушение гусеницы
Гусеницы могут защищаться от врагов, притворяясь сухим сучком или листом, выделяя сильно пахнущий секрет, принимая угрожающую позу или просто резко спускаясь на шелковой нити (рис. 36).
Рис. 36. Гусеница-змея
У куколки бабочек относительно подвижно только брюшко. Обычно куколка находится внутри кокона. Иногда, как, например, у дневных бабочек, куколка с помощью шелковой нити подвешивается к какой-либо опоре (рис. 37).
Рис. 37. Куколка крушинницы
Первое время после выхода из куколки бабочка летать не способна (рис. 38). Она взбирается на вертикальные возвышения, где замирает и остается до того, как ее крылья расправятся. Расправленные крылья отвердевают и приобретают окончательную окраску.
Рис. 38. Куколка вне кокона
Имаго - это взрослая, способная к размножению бабочка. Основными функциями этой стадии является размножение и расселение. Живет имаго недолго. Она тратит питательные вещества, накопленные когда-то гусеницей. Средний срок жизни имаго составляет от нескольких дней до нескольких месяцев.
Бабочки, обитающие в умеренных широтах, нуждаются в зимовке. Зимуют они, как правило, на стадии куколки. Однако есть виды, зимующие и на стадии гусеницы, и на стадии яйца, и на стадии имаго. В случае если бабочки зимуют на стадии имаго, могут наблюдаться миграции. Так, периодически появляющаяся у нас репейница на зиму улетает в южные страны - в Африку или Азию (рис. 39).
Рис. 39. Репейница
При миграции бабочки собираются в огромные стаи. Миграции на огромные расстояния известны у бабочки монарха. Наши обычные бабочки, такие как крапивница, крушинница, траурница и павлиний глаз (рис. 40-42), способны зимовать во взрослом состоянии на месте.
Рис. 40. Крапивница
Рис. 41. Крушинница
Рис. 42. Павлиний глаз
После таяния снега перезимовавшие особи готовы к размножению. Взрослые чешуекрылые способны различать цвета. Причем в отличие от нас они прекрасно видят и в ультрафиолетовой части спектра (рис. 43). Кстати, ученые используют это свойство, когда нужно собрать бабочек на свет. Кроме двух фасеточных глаз, у некоторых имаго чешуекрылых присутствуют два простых глазка.
Рис. 43. Одуванчик в ультрафиолетовом спектре
Взрослые бабочки - важнейшие опылители, причем многие растения опыляются в основном или только бабочками (рис. 44).
Рис. 44. Языкан обыкновенный
Гусеницы способны наносить существенный вред растениям, в том числе используемым человеком. Иногда они способны оставлять без листвы целые сады и даже леса.
Имаго и гусеницы служат пищей многим животным. Некоторые виды бабочек способны вредить шерстяным тканям, меху и продуктовым запасам. Отдельные представители отряда используются для получения шелка, как, например, знаменитый Тутовый шелкопряд (рис. 45).
Рис. 45. Тутовый шелкопряд
Отряд Двукрылые. Как говорит это название, крыльев у этих насекомых всего два. Но два крыла бывают и у некоторых поденок, и у некоторых жуков. Чем же замечательны именно двукрылые и почему их объединяют в один отряд?
Рис. 46. Характерные признаки двукрылых
Дело в том, что задние крылья не просто исчезли, они превращены в жужжальца (рис. 47). Это специальные органы, которые двукрылые используют при взлете и для стабилизации в полете.
Рис. 47. Жужжальца
Развитие у двукрылых идет с полным превращением (рис. 48).
Рис. 48. Полное превращение (двукрылые)
Ротовой аппарат двукрылых имеет своеобразное строение (рис. 49).
Рис. 49. Ротовой аппарат двукрылых
Верхняя губа, верхние и нижние челюсти удлинены. Они как бы режущие.
Все это спрятано в своеобразный чехол, образовавшийся из нижней губы. Причем с помощью такой нижней губы двукрылые способны поглощать сахаристые жидкости - пить, а с помощью своих челюстей и верхней губы они способны прокалывать покровы самых разных животных и потреблять кровь. Таким образом, получается, что у двукрылых два ротовых аппарата в одном: один из них для сладкой пищи, а второй для крови. Кстати, кровь пьют только самки.
У многих представителей отряда от ротового аппарата остается только нижняя губа. Так происходит, например, у комнатной мухи (рис. 50).
Рис. 50. Комнатная муха
Основной питающейся стадией двукрылых является личинка. Личинка червеобразная по форме, часто с суженным передним концом. Иногда ее продолжительность жизни превышает продолжительность жизни имаго. Имаго выполняет в основном функции размножения и расселения. Взрослые двукрылые в основном обитают в воздушной среде, а личинки заселяют самые разные местообитания. Они могут жить в воде, в почве, в тканях растений и животных и так далее.
Куколки двукрылых бывают двух типов. Куколки первого типа имеют ясно видимые придатки, т. е. усики, ротовые части, крылья и ноги, которые плотно прилегают, как бы приклеены к телу.
Куколки другого типа заключены в специальную оболочку - пупарий. Этот пупарий образуется из видоизмененной линочной шкурки личинки последнего возраста (рис. 51).
Рис. 51. Личинка внутри пупария
Имаго двукрылых - это обитатели воздушной среды. Питаются они в основном сахаристой пищей, например нектаром цветов. Кровь используется самками для созревания яиц. Однако есть среди имаго двукрылых и хищники.
Антенны двукрылых могут быть короткими или длинными, а также иметь самое различное устройство. Ноги взрослых двукрылых, как правило, вооружены присосками, что позволяет им свободно двигаться по вертикальным поверхностям или даже ходить или висеть верх ногами. Двукрылые - это отчетливо переднемоторные насекомые. Почему? Потому, что задние крылья у них превращены в жужжальца и для передвижения не используются. Средняя грудь, к которой крепятся рабочие крылья, несет мощную мускулатуру и имеет больший размер, чем передняя и задняя грудь. Двукрылых известно около 150 тысяч видов. Это очень крупный отряд насекомых. Распространены они практически всесветно. Нет их только у самых полюсов или высоко в горах. Некоторых представителей двукрылых легко можно встретить даже на снегу.
Взрослые двукрылые могут являться важными опылителями.
Личинки, например мух, перерабатывают органические вещества, содержащиеся в экскрементах животных и трупах.
Существует множество видов кровососущих двукрылых, некоторые из них потенциально опасны даже для человека. Они могут разносить различные инфекционные заболевания, например сонную болезнь и малярию (рис. 52, 53).
Рис. 52. Муха цеце
Рис. 53. Оленья кровососка
Наиболее известными нам, жителям умеренных широт, представителями кровососущих двукрылых являются слепни, комары, мошки и мокрицы (рис. 54, 55).
Рис. 54. Слепень
Рис. 55. Мошка
Некоторые личинки двукрылых способны своим присутствием вызывать патологические разрастания в тканях растений, или галлы (рис. 56).
Рис. 56. Галлица
Ктыри являются самыми свирепыми воздушными хищниками (рис. 57).
Рис. 57. Ктырь
Наносить существенный вред растениям способны минирующие мухи (рис. 58).
Рис. 58. Зеленоглазка
Навозные, падальные и лесные мухи - с одной стороны санитары, уничтожающие падаль, а с другой стороны - разносчики многих инфекционных заболеваний (рис. 59).
Рис. 59. Навозная муха
Рис. 60. Овод
Как вы, наверное, помните, личинки насекомых с неполным превращением похожи на взрослых особей. У них есть сложные глаза, ноги нормального строения и иногда наружные зачатки крыльев. Такие личинки, сходные с имагинальной стадией, называются нимфами. Однако у некоторых насекомых с неполным превращением, например у поденок, веснянок, стрекоз, личинки обитают в воде, а взрослые насекомые - в воздушной среде. Поэтому личинки никак не могут быть похожи на взрослых особей. У них есть провизорные, т. е. личиночные органы. Например, жабры, нужные им для дыхания в воде. Такие специализированные водные личинки насекомых с неполным превращением называются наядами (рис. 61-66).
Рис. 61. Поденка
Рис. 62. Личинка поденки
Рис. 63. Веснянка
Рис. 64. Личинка веснянки
Рис. 65. Стрекоза
Рис. 66. Личинка стрекозы
Некоторых жуков очень сложно съесть. Так, многие златки и бронзовки имеют очень твердые прочные покровы тела (рис. 67).
Рис. 67. Бронзовки
Другие жуки просто имеют шипы на передней спинке или надкрыльях. Например, некоторые листоеды и усачи (рис. 68).
Рис. 68. Жук-усач
Другие жуки способны хорошо постоять за себя. Так, многие жужелицы, усачи и рогачи имеют внушительные и порой весьма небезопасные челюсти (рис. 69).
Рис. 69. Жук-рогач
Многие листоеды и божьи коровки являются попусту несъедобными для большинства хищников. У них очень едкая, а порой и просто ядовитая кровь.
Самыми ядовитыми при поедании являются некоторые виды нарывников и стафилин (рис. 70). Жидкость их тела едкая настолько, что при попадании, например, на кожу человека вызывает ожоги и изъязвления.
Рис. 70. Нарывник
Некоторые жуки обладают химическим оружием своего рода. Это железы, способные вырабатывать едкие или неприятно пахнущие секреты. Самым ярким примером подобного рода защиты являются жуки-бомбардиры (рис. 71). Если на такого жука нападают, то жук способен выбрасывать в сторону нападающего смесь едких химикалий, нагретых почти до 100 градусов.
Рис. 71. Жук-бомбардир
Многие жужелицы, в том числе широко распространенные виды рода Карабус (рис. 72), способны обороняться от нападения, разбрызгивая жидкость, содержащую уксусную кислоту.
Рис. 72. Карабус
И, наконец, многие жуки не имеют собственной эффективной защиты, однако как бы живут под покровительством защищенных насекомых. Например, в гнездах муравьев или термитов.
Рис. 73. Стафилин
Сетчатокрылые - это относительно небольшой отряд насекомых с полным превращением. Насчитывает он около 5 тысяч видов. Свое название они получили за сетчатые крылья. Действительно, две пары крыльев этих насекомых покрыты очень густой сетью жилок. Окраска сетчатокрылых, как правило, скромная - нежно зеленая или бурая. Хотя, иногда бывает и яркой (рис. 74, 75).
Рис. 74. Аскалаф
Рис. 75. Нимфида
Интересно, что иногда сетчатокрылые обладают ярко-золотистыми глазами, как всем известные златоглазки (рис. 76).
Рис. 76. Златоглазка
К отряду Сетчатокрылые относятся такие насекомые, как все те же златоглазки, муравьиные львы (рис. 77) и интересные насекомые мантиспы (рис. 78).
Рис. 77. Муравьиный лев
Рис. 78. Мантиспа
Сетчатокрылые насекомые, как правило, хищники. В большинстве случаев это небольшие насекомые длиной от нескольких до нескольких десятков миллиметров. Однако среди муравьиных львов попадаются и очень крупные.
Рис. 79. Нитекрылка
Ротовой аппарат имаго грызущий. Интересен ротовой аппарат личинок сетчатокрылых. Их челюсти попарно срастаются, образуя как бы две полые острые трубочки. Такой ротовой аппарат работает как колюще-сосущий. Личинка протыкает свою добычу челюстями и вводит в ее тело пищеварительный сок, а затем высасывает сжиженное содержимое жертвы все теми же челюстями. Таким образом, пищеварение личинок сетчатокрылых наружное. Интересно, что у этих личинок непереваренные остатки пищи не выбрасываются, а накапливаются внутри тела. Экскременты выбрасываются наружу лишь при выходе имаго из куколки. Наверное, самым известным сетчатокрылым является обыкновенная златоглазка. Насекомые эти - преимущественно ночные хищники. Их нетрудно встретить в саду или на лесной опушке. Животные небольшие, длина тела - около 1 см.
Их некрупные яйца на изящной ножке можно найти рядом с колониями тлей (рис. 80).
Рис. 80. Яйца златоглазки
Выходящая из яйца личинка тут же приступает к питанию. Ест она все ту же тлю (рис. 81).
Рис. 81. Личинка златоглазки
Окукливаются личинки златоглазок в паутинном коконе, причем интересно, что шелк они выделяют не при помощи желез на нижней губе, как многие другие насекомые с полным превращением, а при помощи мальпигиевых сосудов (рис. 82).
Рис. 82. Выход имаго из кокона
Хищные личинки муравьиных львов обитают в сухом песке. Причем личинка роет ловчую воронку. Само насекомое располагается на ее дне, выставив наружу челюсти. Когда мелкое насекомое-жертва попадает внутрь воронки, личинка муравьиного льва, используя вместе сложенные челюсти как лопату, начинает кидаться в жертву песком. Песок как бы сбивает мелкое насекомое на дно воронки. Когда жертва оказывается на дне воронки, муравьиный лев протыкает ее челюстями и съедает.
Ближайшими родственниками бабочек являются ручейники (рис. 83). Ручейники - это относительно небольшой отряд насекомых с полным превращением. К нему относится около 15 тысяч видов. Внешне взрослые ручейники немного напоминают небольших бабочек, только крылья их покрыты не чешуйками, как у бабочек, а волосками. Отсюда и латинское название ручейников, которое можно перевести как волосокрылые. Крылья ручейников перепончатые, причем передние несколько длиннее и сильнее задних. Встречаются взрослые ручейники только возле водоемов, в которых обитают их личиночные стадии. Ротовой аппарат взрослых ручейников редуцирован, сильно уменьшен, от него практически остались только щупики.
Рис. 83. Ручейник
Взрослые ручейники не питаются, и поэтому срок их жизни, как правило, ограничен одной-двумя неделями. После спаривания самка откладывает яйца, которые склеены специальной слизистой массой. Откладка яиц происходит на камне или растении, в воде или около воды. Личинки, как мы уже говорили, водные. Часто личинки ручейников строят специальные укрытия - домики или чехлики (рис. 84). Для постройки своих домиков и чехликов ручейники используют мох, травинки, кусочки отмершего дерева, небольшие веточки и другие растительные остатки.
Рис. 84. Личинки ручейника
Иногда постройки могут быть даже из не растительных остатков, а, например, из песчинок и мелких раковинок.
В случае опасности личинки ручейников способны прятаться внутри домика, затыкая вход в него прочной хинизированной головой.
Личинки ручейников и их домики, несомненно, знакомы тем из вас, кто увлекается рыбной ловлей. Личинки некоторых примитивных ручейников не строят домиков, а строят специальные ловчие паутинные воронки. Широкая часть такой воронки как бы смотрит против течения. Туда попадает всякая мелкая живность, принесенная течением. Личинка ручейников поедает этих мелких животных. Личинки ручейников окукливаются прямо под водой, внутри своего чехлика.
Любопытно, что куколка ручейника имеет широкие гребные задние ноги. А зачем куколке широкие гребные ноги, если куколка неподвижна? Это довольно интересный вопрос. Куколка действительно неподвижна, но взрослое насекомое, еще не покинувшее покров куколки, двигаться вполне способно. Именно оно, с надетыми как костюм куколочными покровами, способно, гребя задними ногами, доплыть до поверхности воды и только там покинуть куколочную шкурку (рис. 85).
Рис. 85. Куколка ручейника
Список литературы
- Латюшин В.В., Шапкин В.А. Биология. Животные. 7 класс. - М.: Дрофа, 2011.
- Сонин Н.И., Захаров В.Б. Биология. Многообразие живых организмов. Животные. 8 класс. - М.: Дрофа, 2009.
- Насекомые ().
- Files.school-collection.edu.ru ().
- Files.school-collection.edu.ru ().
Домашнее задание
- Какие отряды насекомых с полным циклом превращения в ходе индивидуального развития вам известны?
- Назовите представителей отрядов Жесткокрылые, Чешуекрылые и Двукрылые, которые встречаются в вашем регионе.
- Каково значение изученных насекомых в природе и жизни человека?
- Какие животные из отрядов Ручейники и Сетчатокрылые встречаются в вашем регионе? Есть ли среди них охраняемые виды?
- Обсудите с друзьями и близкими значение шелководства для развития цивилизаций древнего мира. Как насекомые повлияли на ход истории?
Бабочек можно встретить в лесу, саду, на полях и лугах. Эти насекомые привлекают внимание с ранней весны до глубокой осени. Известно около двухсот тысяч видов бабочек. Фауна бабочек наиболее разнообразна в тропиках. Там встречаются очень крупные формы, поражающие яркостью и красотой окраски. Отдаляясь от экватора, разнообразие бабочек постепенно беднеет, но даже за Полярным кругом оно еще довольно обильно и ярко. Для того чтобы понять, как создается такая красота, нужно рассмотреть строение крыльев.
Строение крыльев бабочки
На каждом крыле отчетливо различаются жилки, которые выполняют две функции: каркасную и проводниковую для нервных волокон. Структура крыла состоит из таких жилок: субкостальной, радиальной, медиальной и анальной.
Биологи различают, к какому виду относится бабочка по строению жилок. Оно уникально для особей одного вида.
Каждое крыло покрыто чешуйками, которые образуют пыльцу. Такое явление характерно только для бабочек. Чешуйки – волоски, измененные в процессе эволюции. Их количество на крылышке может колебаться от нескольких сотен до нескольких сотен тысяч штук.
Особенности крыльев бабочки
Чешуйки могут быть разнообразной формы и окраса, именно они определяют уникальность бабочки. У многих тропических бабочек чешуйки преломляют лучи солнца, которые проходят через их структуру, как через призму. Благодаря этому, крылья под разными углами выглядят неодинаково. У одних они приобретают блестящий металлический оттенок, у других – золотистый, а у третьих – искрятся бриллиантами.
Чешуйки крепятся на крылышке, как черепица на крыше. Благодаря этому, они могут создавать разнообразные узоры – линии, пятнышки, разводы. У двух бабочек не может быть одинакового рисунка, даже у самок и самцов он очень сильно отличается.
Удивительным подарком природы являются пахучие чешуйки. Их кончики заканчиваются особой кисточкой, с поверхности которой легко испаряется аромат. Приятный или отталкивающий запах бабочки применяют во время брачных игр. Иногда аромат бабочки настолько сильный, что его может почувствовать даже человек.
Итак, крылья бабочки обладают уникальными особенностями, которые заставляют специалистов со всего мира ломать голову над этой загадкой природы. Крылышки имеют уникальную чешуйчатую структуру, благодаря чему, насекомое имеет удивительный окрас, может собирать на поверхности своего тела пыльцу и привлекать таинственным запахом.
Бабочка относится к классу насекомые, типу членистоногие, отряду чешуекрылые (лат. Lepidóptera ).
Русское название «бабочка» произошло от старославянского слова «babъka», обозначавшего понятие «старуха» или «бабка». В верованиях древних славян считалось, что это души умерших, поэтому люди относились к ним почтительно.
Бабочка: описание и фото. Строение и внешний вид бабочек
В строении бабочки выделяются два главных отдела – тело, защищенное твердым хитиновым панцирем и крылья.
Бабочка – насекомое, тело которого состоит из:
- Головы, малоподвижно соединенной с грудью. Голова бабочки имеет округлую форму с немного приплюснутой затылочной частью. Круглые или овальные выпуклые глаза бабочки в виде полушарий, занимающие большую часть боковой поверхности головы, имеют сложное фасеточное строение. Бабочки обладают цветным зрением, и подвижные объекты воспринимают лучше, чем неподвижные. У многих видов за усиками находятся дополнительные простые теменные глаза. Строение ротового аппарата зависит от видовой принадлежности и может быть сосущего или грызущего типа.
- Груди, имеющей трехсегментное строение. Передняя часть значительно меньше средней и задней, где располагаются три пары ножек, которые имеют характерное для насекомых строение. На голенях передних лапок бабочки расположены шпоры, предназначенные для поддержания гигиены усиков.
- Брюшка, имеющего форму удлиненного цилиндра, состоящего из десяти сегментов кольцеобразной формы с находящимися на них дыхальцами.
Строение бабочки
Усики бабочки расположены на границе теменной и лобной части головы. Они помогают бабочкам ориентироваться в окружающей обстановке, воспринимая колебания воздуха и различные запахи.
Длина и строение усиков зависят от принадлежности к виду.
Две пары крыльев бабочки, покрытых плоскими чешуйками разной формы, имеют перепончатое строение и пронизаны поперечными и продольными жилками. Размер задних крыльев может быть одинаковым с передними или значительно меньше их. Узор крыльев бабочки разнится от вида к виду и очаровывает своей красотой.
При макросъемке очень хорошо видны чешуйки на крыльях бабочек – они могут иметь совершенно разную форму и цвет.
Крылья бабочки – макросъемка
Внешний вид и окраска крыльев бабочки служат не только для внутривидового полового распознавания, но и выступают в качестве защитного камуфляжа, позволяющего слиться с окружающей обстановкой. Поэтому цвета могут быть как монохромными, так и пестрыми со сложным рисунком.
Размер бабочки, или лучше сказать размах крыльев бабочки, может колебаться от 2 мм до 31 см.
Классификация и виды бабочек
В многочисленный отряд чешуекрылых входит более 158 тысяч представителей. Существует несколько систем классификации бабочек, довольно сложных и запутанных, с постоянно происходящими в них изменениями. Наиболее удачной считается схема, разделяющая этот отряд на четыре подотряда:
1) Первичные зубатые моли. Это мелкие бабочки, размах крыльев которых колеблется от 4 до 15 мм, с ротовым аппаратом грызущего типа и усиками, которые достигают в длину до 75% размеров передних крыльев. Семейство состоит из 160 видов бабочек.
Типичными представителями являются:
- золотистый мелкокрыл (лат. Micropteryx calthella );
- калужницевый мелкокрыл (лат. Micropteryx calthella ).
2) Бесхоботковые бабочки. Размах крыльев этих насекомых, покрытых темными мелкими чешуйками с кремовыми или черными пятнами, не превышает 25 мм. До 1967 года их относили к первичным зубатым молям, с которыми это семейство имеет много общего.
Самые известные бабочки из этого подотряда:
- мучная огневка (лат. Asopia farinalis L .),
- огневка еловых шишек (лат. Dioryctrica abieteila).
3) Гетеробатмии, представленные одним семейством Heterobathmiidae .
4) Хоботковые бабочки, слагающие самый многочисленный подотряд, состоящий из нескольких десятков семейств, в которые входят более 150 тысяч видов бабочек. Внешний облик и размеры представителей этого подотряда очень разнообразны. Ниже представлено несколько семейств, демонстрирующих все разнообразие хоботковых бабочек.
- Семейство Парусники
, представленное средними и крупными бабочками с размахом крыльев от 50 до 280 мм. Рисунок на крыльях бабочек состоит из черных, красных или голубых пятен различной формы, хорошо заметных на белом или желтом фоне. Наиболее известны из них:
- Бабочка махаон;
- Парусник «Слава Бутана»;
- Птицекрыл королевы Александры и другие.
Бабочка махаон
- Семейство Нимфалиды
, характерной чертой которого является отсутствие утолщенных жилок на широких угловатых крыльях с пестрой окраской и разнообразными узорами. Размах крыльев бабочек варьируется от 50 до 130 мм. Представителями этого семейства являются:
- Бабочка адмирал;
- Бабочка дневной павлиний глаз;
- Бабочка крапивница;
- Бабочка траурница и т.д.
Бабочка адмирал (Vanessa atalanta)
Бабочка дневной павлиний глаз
Бабочка крапивница (Aglais urticae)
Бабочка траурница
- , представленное ночными бабочками с узкими крыльями, размах которых не превышает 13 см и отличается характерным рисунком. Брюшко у этих насекомых утолщенное веретенообразное. Самые знаменитые бабочки этого семейства:
- Бражник «мертвая голова»;
- Бражник олеандровый;
- Бражник тополевый.
- Семейство Совки , в которое входит более 35 000 видов ночных бабочек. Размах серых с металлическим оттенком пушистых крыльев в среднем составляет 35 мм. Однако в Южной Америке существует вид бабочек тизания агриппина с размахом крыльев 31 см или павлиноглазка атлас, размер которой напоминает птицу средней величины.
Где живут бабочки в природе?
Ареал распространения бабочек по планете очень широк. Он не включает в себя только ледяные просторы Антарктиды. Бабочки обитают повсеместно от Северной Америки и Гренландии до побережья Австралии и острова Тасмания. Наибольшее количество видов обнаружили на территории Перу и Индии. Эти порхающие насекомые совершают свои полеты не только в цветущих долинах, но и высоко в горах.
Чем питаются бабочки?
Рацион многих бабочек состоит из пыльцы и нектара цветущих растений. Многие виды бабочек питаются соками деревьев, перезревшими и гниющими фруктами. А бражник мертвая голова является настоящим гурманом, потому что часто залетает в ульи к и лакомится собранным ими медом.
Некоторые бабочки нимфалиды нуждаются в различных микроэлементах и дополнительной влаге. Их источником являются экскременты, моча и пот крупных животных, мокрая глина, а также пот человека.
.К таким бабочкам относится мадагаскарская комета, размах крыльев которой составляет 14-16 см. Продолжительность жизни этой бабочки составляет 2-3 дня.
Также среди бабочек существуют «вампиры». К примеру, самцы некоторых видов совок поддерживают свои силы благодаря крови и слезной жидкости животных. Таковой является бабочка-вампир (лат. Calyptra ).
