Саранчовые Acrididae г. Макеевки

ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

КАФЕДРА ЗООЛОГИИ И ЭКОЛОГИИ

Курсовая работа

Саранчовые Acrididae г. Макеевки

Студентки заочной формы обучения

курса, группы Б

Путовой Аллы Николаевны

Работа выполнена под руководством

Мартынова В.В.

Донецк - 2015

Введение

Саранчовые - как объект научных исследований, всегда привлекали к себе внимание ученых. Саранчовые издавна известны как вредители сельского хозяйства. Угроза с их стороны реальна и в настоящее время.

Все саранчовые Украины относятся к одному семейству Acrididae. Это самое обширное семейство прямокрылых. В пределах бывшего СССР насчитывается более 450 видов, на Украине более 22 видов.

Ослабление внимания к проблеме привело к тому, что в период вспышки численности саранчовых с образованием кулиг в южном регионе Украины в 1995-1997 гг. службы защиты растений не смогли предупредить риски должным образом. На сегодня в нашей стране вспышки саранчовых внесены в перечень чрезвычайных ситуаций (Государственный классификатор чрезвычайных ситуаций ДК 019-2001). С 1996 ученые Института защиты растений НААН проводят исследования комплекса саранчовых на территории Украины, в результате которых было обнаружено и определено 22 вида саранчовых, относящихся к подсемейств Acridinae, Oedipodinae, Catantopinae, Acridiinae. Установлено, что структура видового состава группировки саранчовых (доля отдельных видов в популяциях саранчовых) переменная и зависит от многих факторов, в частности от особенностей биотопа (стации), гидротермических условий и уровня численности вредителей.

Потенциально опасные среди саранчовых Украины стадные виды вредителя, в частности итальянский саранча (прус) и перелетная (азиатская). Вредители развивались на неудобьях, обочинах дорог, пастбищах и лугах, у оросительных каналов и систем и лесополос, иногда в посевах многолетних трав, сои, пропашных и зерновых культур. Доля итальянского пруса в группировке саранчовых составляла 3-5%, несколько больше на залежах - до 7%. Тенденция к увеличению численности саранчовых, в частности особо опасного итальянского пруса, что обусловлено присущей цикличностью динамики развития популяций, сдерживалась неблагоприятными гидротермическими условиями в период возрождения и развития младших возрастов вредителя течение 2008-2013 гг., А также аномально высокими температурами воздуха и на поверхности почвы в период откладывания яйцекладок саранчовыми в июле - августе, что негативно отражалось на состоянии популяций саранчовых последующие годы.   В период вегетации культур в 2013 во всех регионах регистрировали невысокую численность саранчовых, что обусловлено, прежде всего, влиянием неблагоприятных погодных условий на выпложивания и дальнейшее развитие этих насекомых.

В настоящее время по распределению саранчовых в различных физико-географических районах страны имеется обширная литература. Но целый ряд вопросов динамики популяций, прогноза численности, периодичности массовых размножений остается невыясненным. Правильность прогноза возможна лишь при знании всего цикла развития насекомого, а изучение биологии любого вида животного всегда начинается с установления его видовой принадлежности.

Основная цель работы - изучить внешнее и внутреннее строение семейства Acrididae на основе литературных источников г. Макеевки, исследовать особенности биологии и экологии саранчовых.

В соответствии с этим ставились задачи:

.        Изучив лиературные источники выделить и охарактеризовать основные жизненные формы саранчовых.

.        Дать оценку особенности биологии семейства, его цикла развития;

.        Рассмотреть экологию семейства саранчовых, определить некоторые причины вспышек массового размножения.

1. Морфология семейства Acrididae

Саранчовые (Acrididea) отдельное семейство в отряде прямокрылых (Orthoptera) и обладают всеми признаками этого отряда: неполным превращением, удлиненным телом, прыгательными задними ногами, грызущим, направленным вниз ротовыми органами и др. Семейство саранчовых характеризуется (рис. 1) относительно короткими усиками и состоящими не более чем из 26 - 28 члеников, 3-члениковыми лапками задних ног, коротким яйцекладом самки. Тимпанальный орган слуха всегда располагается по бокам 1-го сегмента брюшка. Кладка яиц обычно групповая, обычно защищенная, и оформлена в виде кубышки (рис. 1).

Рис. 1. Вид тела саранчи сбоку (по www.umm4.com., 2010).

1.1 Строение тела имаго

личинка саранчовый размножение питание

1.1.1 Внешнее строение

Голова овальной или конической формы (рис. 1 - 2). Передняя поверхность называется лбом. Он может быть или вертикальным, или наклонным, образуя с верхней поверхностью тупой, прямой или острый угол. Посредине лба проходит возвышенное лобное ребро, которое бывает плоским или с желобком. Лобное ребро обычно продолжено вниз до конца лба, т. е. до поперечного шва, отделяющего лоб от наличника, имеющее параллельные или расходящиеся, прямые или изогнутые края [2]. У середины лобного ребра лежит небольшой простой глазок; два других простых глазка помещаются у сложных глаз, в верхних углах лба. По бокам лобного ребра и обычно немного выше уровня глаз располагаются округлые усиковые впадины, в которых помещаются основания усиков. Кнаружи от усиковых впадин проходит тонкое ребрышко, идущие сверху вниз примерно от бокового глазка до нижней границы лба; эти ребрышки (по одному с каждой стороны лба) называются дополнительными лицевыми килями. Кнаружи от этих килей, непосредственно под сложными глазами, располагается вдавленная линия, идущая от нижнего края глаза до нижней границы лба; это под глазные, или субокулярные, бороздки, отделяющие боковые части лба от расположенных сзади щек. Верхняя граница лба соприкасается с теменем, причем здесь лоб либо непосредственно переходит в темя, либо отделен от последнего дугообразным поперечным ребрышком.

Рис. 2. Acryptera microptera. 1 - голова и переднеспинка сверху; 2 - голова спереди; 3 - голова и переднеспинка сбоку. (Обозначения: БК - боковые кили переднеспинки; БЛ - боковые лопасти; Г - глазок; З - затылок; ЛР - лобное ребро; ОУ - основании усика; ПБ - поперечная бороздка переднеспинки; СК - срединный киль переднеспинки; Т - темя; ТЯ - теменные ямки) (по Г. Я. Бей-Биенко, 1951).

Темя составляет верхнюю часть головы, располагающуюся между глазами и выступающую, иногда очень сильно, впереди их. Сзади темя граничит с затылком. Передняя часть темени, располагающаяся впереди глаз, обычно образует явственно выраженную, часто треугольную или пятиугольную площадку- теменной щиток, или фестигий. Края этого щитка ограничены ребрышком, а его вершина иногда отделена от лобного ребра поперечным ребрышком или килем. Поверхность темени может быть плоской или вдавленной и иногда несет по середине возвышенное продольное ребрышко - теменной киль, переходящий в некоторых случаях и на затылок. При рассматривании в профиль поверхность темени может быть горизонтальной или наклоненной вперед, образуя со лбом прямой, широко закругленный, или острый, менее закругленный, угол. Боковые края теменного щитка могут быть острыми и тогда непосредственно граничат с верхней частью лба, либо они притуплены или имеют вдавления - теменные ямки четырехугольной, треугольной, округлой или неправильной формы.

Нижний край лба граничит с особой поперечной пластинкой - наличником; последний нижним своим краем граничит с большой подвижной поперечной пластинкой - верхней губой, прикрывающей сверху ротовые органы [3].

Придатками голова являются усики и ротовые органы.

Усики лишь изредка равны по длине телу, обычно же короче половины его. По форме усики могут быть нитевидными, булавовидными, т. е. уплощенными и расширенными в основной части, а далее суживающимися и состоят из различного числа члеников (от 8 до 30).

Ротовые органы - обычно грызущего типа (рис. 3) и состоят из пары сильных и твердых нерасчлененных верхних челюстей, снабженных на внутренней стороне зубцами, пары расчлененных нижних челюстей и непарной, но также расчлененной, нижней губы. Нижние челюсти несут по одному 5-члениковому челюстному щупику, а нижняя губа - пару 3-челениковых губных щупиков. Однако могут менять вид в зависимости от характера пищи.

Рис. 3. Ротовые части обыкновенной кобылки (Chorthippus)

Грудь имеет в своем составе три грудные пластинки, или стернита: переднегрудь, среднегрудь и заднегрудь (рис. 4). Переднегрудь саранчевых между основаниями передних ног часто бывает с бугорком или отростком. Сверху переднегрудь бывает покрыта хитиновой пластинкой, т. н. переднеспинкой, которая может быть цилиндрической или же с перетяжкой, т. е. сужена по середине и расширена кпереди и кзади. Верхняя поверхность переднеспинки бывает плоская, выпуклая или крышевидная, т. е. со скатами, как крыша дома. Вдоль середины спинки проходит приподнятое ребро - срединный киль, который может быть высоким в виде гребня или же низким - линейным. Боковые стороны переднеспинки, свешивающиеся вертикально, называются боковыми лопастями; на границе между боковыми лопастями и верхней поверхностью переднеспинки часто имеются т. н. боковые кили. Поперек переднеспинки проходят 1 - 3 поперечные бороздки.

Рис. 4. Anacridium aegyptium (L.), грудь. Пер - переднегрудь; впгз - выступ переднегруди; сгр - среднегрудь: лсгр - лопасти среднегруди; псгр - промежуток между лопастями среднегруди; пбсгр - поперечная бороздка среднегруди; згр - заднегрудь: лзгр - лопасти заднегруди; пзгр - промежуток между лопастями заднегруди (по Мишенко Л.Л., 1952г.)

Среднегрудь отделена от заднегруди сильно изогнутой или почти прямой поперечной бороздкой, с округлым передним и боковыми краями и в зависимости от стройности тела бывает поперечной (т. е. ширина ее меньше длины). Задний край среднегруди обычно с резкой срединнгой выемкой, так как заднегрудь вдается посередине в область среднегруди, образующей 2 боковых выступа, называемые лопастями среднегруди.

Заднегрудь с боков округлая, в зависимости от стройности тела бывает поперечной, квадратной или продольной. Передний край заднегруди посредине обычно имеет выступ, лежащий между лопастями среднегруди. Задний край всегда с резким срединным вырезом, т. к. 1-й брюшной стернит вдается по середине в область заднегруди, образующей две боковые лопасти. Сверху среднегрудь покрыта пластинкой - среднеспинкой, а заднегрудь - заднеспинкой, которые у крылатых форм скрыты под надкрыльями и крыльями, у бескрылых форм они хорошо заметны [1].

Боковые пластинки переднегруди, средне- и заднегруди, или плевры (у переднегруди они могут быть почти полностью прикрыты боковыми лопастями переднеспинки), состоит из 2 удлиненных склеритов: переднего - эпистерна и заднего - эпимера, позади которого помещается дыхальце.

К груди прикрепляются придатки - ноги и крылья.

Ноги. Передние и средние ноги ходильные, а задние - прыгательные. Передние ноги прикреплены к переднегруди, средние - к среднегруди и задние - к заднегруди и состоят из тазика, вертлуга, бедра, голени и 3-члениковой лапки, причем последний членик лапки снабжен двумя коготками и присосочной между ними.

Вертлуги задних ног очень маленькие и едва заметны только при рассматривании снизу. Задние бедра сильно утолщены и удлинены, с боков сильно сжаты и к вершинной части постепенно сужены, сама же вершинная часть с наружной и внутренней стороны ясно расширена и носит название коленной части, причем каждая из боковых сторон распадается на 2 лопасти верхнюю и нижнюю (рис. 5).

Рис. 5. Задняя нога итальянской саранчи снаружи. таз - тазик; бед - бедро; в.нк - верхний наружний киль бедра; вк - верхний киль бедра; нк - нижний киль бедра; н.нк - нижний наружний киль бедра; кол - коленная часть бедра; нл - нижняя коленная лопасть бедра; вл - верхняя коленная лопасть бедра; гол - голень; шип - наружний ряд шипов; лап - задняя лапка; ког - коготки лапки; шп - шпоры (по Бей-Биенко Г.Я., 1951г.)

Верхняя сторона бедра посредине несет приподнятый гладкий или зазубренный продольны верхний киль. Наружная и внутренняя стороны гладкие или несут перисто расположенные слабо приподнятые площадки. Нижняя сторона бедра по середине или вблизи нее несет приподнятый гладкий или зазубренный продольный нижний киль и обычно маленький ясно выдающийся сосочек - орган Бруннера, позволяющий представителям сем. Acrididea производить прыжки. Задние голени по длине почти равные задним бедрам и по краям верхней стороны вооружены неподвижными шипами. Снизу к вершине голени прикреплены 2 пары подвижных шпор. Лапки саранчовых в большинстве 3-члениковые, лишь в сем. Tetrigidea первые две пары ног имеют 2-члениковые лапки. Наиболее длинными являются 1-й и 3-й членики, причем 1-й членик несет снизу 3 выпуклые подушечки. Последний членик лапки несет пару одинаковых коготков и присоску [2].

Крылья нормально имеются в числе двух пар. Передние крылья, или надкрылья прикреплены к среднеспинке, обычно хорошо развиты, мало прозрачные, узкие, кожистые, не складываются в складки, с густым жилкованием. Задние крылья или просто крылья, прикреплены к заднеспинке, широкие, нежные, прозрачные, складываются веером, с редким жилкованием и иногда ярко окрашены или имеют темный рисунок. В некоторых случаях надкрылья и крылья сильно укорочены, лопастевидные или даже боковые, т.е. не соприкасающиеся на спине, а иногда полностью отсутствуют (Conophyma Zub. и все Gomphomastacinae). Короткокрылые саранчовые внешне сходны с личинками обычных длиннокрылых видов, но у взрослых короткокрылых видов надкрылья расположены снаружи, а крылья либо совсем отсутствуют, либо скрыты под надкрыльями и короче их; у личинок же узкие зачатки надкрылий расположены между более широкими треугольными зачатками крыльев.

Существенной особенностью надкрылий и крыльев является расположение жилок, или жилкование (рис. 6).

Рис. 6. Надкрылья и крылья саранчового, с обозначением жилок и некоторых полей. Жилки: С - костальная; Sc - субкостальная; R - радиальная; RS - сектор радиуса; M - медиальная; d - ложная серединная; CuA - кубитальная передняя; CuP - кубитальная задняя; 1А, 2А, (2А₁, 2А) - 1-я анальная и 2-я анальная; Ju - югальные (на заднем крыле). Поля: 1 - переднее; 2 - костальное; 3 - срединное; 4 - кубитальное; 5 - анальное (по Бей-Биенко Г.Я., 1951г.)

Брюшко состоит у обоих полов из 10 верхних полуколец - тергитов и 9 у самцов и 8 у самок полуколец - стернитов, соединенных между собой тонкой растягивающейся перепонкой. Нижний край каждой стороны первых 8 тергитов несет небольшое отверстие - дыхальце. У большинства представителей бокам 1-го тергита развито небольшое овальное или круглое отверстие - тимпанальный, или слуховой орган, затянутый прозрачной перепонкой и иногда частично прикрытый пластин частой хитиновой тимпанальной лопастью. Бока 2-го тергита обычно гладкие и только у некоторых представителей подсемействе Pamphaginae снабжены особой шероховатой пластинкой - органом Крауса. У обоих полов10-й тергит несет по бокам 2 нечленистых церка, между которыми лежит анальная пластинка, или эпипрокт, а ниже их расположены 2 боковые треугольные пластинки - парапрокты, являющиеся, как и анальная пластинка, остатками 11-го тергита; иногда задний край 10-го тергита самца посредине разрезан и снабжен 2 лопастинками, или вилочкой [3].

Генитальную пластинку образует 9-й стернит самца , которую снизу и с боков прикрывает сильно хитинизированный и очень сложный копулятивный аппарат, сверху прикрытый мягким капюшоном и состоящий из собственно копулятивного органа, или пениса, с прилегающим к нему склеритам, эпифаллуса и основной складки, связывающей копулятивный орган с эпифаллусом.

Рис. 7. Конец брюшка самца азиатской саранчи сбоку и сверху. 8т - 10т тергиты 8 - 10-го сегментов; анп - анальная пластинка (вершинная часть 9-го стернита); 8см, 9см - стерниты 8-го и 9-го сегментов; кап - капюшон (по Бей-Биенко Г.Я, 1951г.).

Генитальная пластинка самки образована 8-м стернитом. На вершине брюшка самки расположен яйцеклад, состоящий из 2 внутренних, невидимых снаружи,2 верхних и 2 нижних сильно хитинизированных наружных створок, называемых верхними и нижними створками; основание нижних створок несет гладкие или шероховатые подушечки (рис. 8).

Рис. 8. Конец брюшка самки азиатской саранчи сбоку и снизу. вяц - верхняя створка яйцеклада; няц - нижняя створка яйцеклада; под - подушечки при основании нижних створок яйцеклада (по Бей-Биенко Г.Я., 1951г.).

1.1.2. Внутренние органы

Рис. 9. Внутреннее строение имаго (по www.fio.by, 2010г.).

Пищеварительная система. Пищеварительный канал короткий и лишь иногда чуть превышает длину тела. Подразделяется он на следующие отделы, отличающиеся друг от друга по своим функциям , внешнему виду и особенностям строения внутренних стенок: глотку, короткий пищевод, как правило, снабженный на внутренней поверхности продольными складками с шипиками и щетинками на их поверхности, более длинный и широкий зоб, имеющий изнутри крупные поперечные складки с рядами шипиков на них, мышечный, или жевательный желудок снабженный изнутри 40 - 70 дентальными складками с шипиками. Далее идет средняя кишка, или собственно желудок, с прилегающими к его переднему краю 6 слепыми отростками, имеющий, как и отростки, гладкие изнутри стенки, лишенные твердых шипов и выложенные железистым эпителием. Задняя кишка внешне подразделяющаяся на переднюю часть и прямую кишку, отделенные друг от друга обычно слабым перехватом (рис. 9).

Мальпигиевы сосуды, помещаются на границе между собственно желудком и задней кишкой, состоят из большого числа трубок (до 300), нередко собранных в несколько пучков, из которых часть направлений вперед, а другая назад. Эти органы имеют не только выделительную функцию, но, как недавно установлено, накапливают флавин, представляющий собой, как известно, витамин В₂ [7].

Дыхательная система представлена совокупностью ветвящихся трахей, открывающихся наружу 10 парами дыхалец (2 пары на груди и 8 на брюшке), и воздушными мешками. Первая пара дыхалец брюшка расположена во впадине тимпанального органа в особой стигмальной, или дыхательной области, лежащий у переднего края органа, а остальные находятся у переднего нижнего угла последующих 7 сегментов брюшка, до 8-го включительно. Воздушные мешки играют роль в регуляции температуры тела, и температуры воздуха в них при полете более низкая, чем температура тела.

Кровеносная система. Спиной сосуд имеет вид длинной трубки, подразделяющейся га пульсирующий задний отдел, состоящий из ряда камер, - сердце - и передний отдел, лишенный камер и не пульсирующий, - аорту; помимо того имеется пара дополнительных пульсирующих органов в виде головных ампул, располагающихся у основания усиков. Кровь обычно имеет реакцию от слабо щелочной (pH от 6.0 до 7.6).ее клеточные элементы представлены различной величины гемоцитами. Помимо гемоцитов кровь содержит капельки жира и мускульные волокна в различных стадиях распада.

Нервная система представлена брюшной нервной цепочкой из 8 узлов, или ганглиев (3 грудных и 5 брюшных), головным отделом, состоящим из довольно обширного надглоточного узла, связанных между собой окологлоточным кольцом. Помимо того имеется симпатическая нервная система, располагающаяся поверх переднего отдела кишечника и связанная с ЦНС.

Основу органов чувств составляют нервночувствительные единицы - сенсиллы, которые состоят из двух компонентов - воспринимающей структуры в коже и прилегающих к ней нервных чувствительных клеток, обычно по одной в каждой сенсилле. Механическое чувство представлено механорецепторами, которые воспринимают различные механические воздействия, и часто представлены одной клеткой. Сюда относятся осязательные рецепторы, а также чувствительные структуры, воспринимающие сотрясение субстрата и равновесие тела. Осязательные, или тактильные рецепторы, разбросаны по всему телу в виде простых сенсилл с чувствительными волосками.

Слух у саранчовых хорошо развит. Слуховые рецепторы представлены тимпанальными органами. У саранчовых тимпанальные органы находятся по бокам первого сегмента брюшка и представляют из себя полулунное или неправильно овальное отверстие с утолщенными краями, затянутое тонкой прозрачной барабанной перепонкой [2].

Органы зрения представлены сложными глазами и простыми глазками. Сложные или фасеточные глаза расположены по бокам головы, сильно развиты и занимают значительную часть головы. Каждый фасеточный глаз состоит из многих зрительных единиц - омматидиями. Омматидий состоит из трех видов клеток, образующих оптическую, чувствительную и пигментную части. Снаружи омматидий образуют на поверхности глаза шестигранную ячейку - фасетку. Простые глаза или глазки располагаются между сложными глазами на лбу. Их оптическая часть представлена кутикулярной линзой, т.е. одним хрусталиком.

Эндокринная система известна по паре добавочных тел, удлиненно-округлой или сферической формы, располагающихся по бокам передней кишки позади надглоточного узла. Они выделяют гормон, влияющий на развитие яиц.

Половая система состоит у самца из непарного семенника, пары семяпроводов , непарного семеизвергательного канала, придаточных половых желез и собственно совокупительного аппарата, или копулятивного органа, которым заканчивается семеизвергательный канал. Семенник состоит из многочисленных, тесно сближенных семенных трубок, или фолликулов, в числе от 14 до 250.

Установлено 3 типа семенников:

фонтанный - фолликулы собраны в пучок у слепого конца семепровода;

промежуточный тип.

Придаточные железы выделяют секрет, идущий на построение сперматофоров - особых резервуаров с семенем самца, участвующих в процессе оплодотворения самки при спаривании.

Копулятивный аппарат самца помещается в полости копулятивной пластинки, прикрыт сверху мягким капюшоном. Состоит из следующих частей: копулятивного органа, основной складки и эмифалуса. Копулятивный орган состоит из удлиненной верхней лопасти и нижней лопасти. Основная часть копулятивного органа образована эндофаллусом, стенки которого покрыты мускульными волокнами, в который открывается семеизвергательный канал.

Основная складка представляет собой чехловидное образование, располагающееся на дне генитальной полости и прикрывающее сверху копулятивный орган, именно его переднюю или основную часть, составляющую эндофаллус, и пояс. Эпифаллус по своей форме представляет собой поперечное образован6ие, состоящие из боковых пластинок, связанных между собой узким дуговидным мостом эпифаллуса.

Половой аппарат самки состоит из пары яичников, парных яйцеводов, непарного яйцевода и семяприемника. Яйцевые трубки, или фолликулы, составляющие яичники, подразделены на ряд соприкасающихся между собой яйцевых камер. Непарный яйцевод открывается своим отверстием в нижнюю стенку генитальной полости. Семяприемник обычно имеет вид длинной трубки и открывается отверстием в верхней стенки генитальной полости напротив полового отверстия. Настоящие придаточные половые железы, по-видимому, отсутствуют у саранчовых. Роль этих желез выполняет пара длинных слепых трубчатых образований, расположенных по одному на вершине каждого парного яйцевода за местом прикрепления яйцевых трубок. Секрет этих вершинных трубчатых желез сопровождает яйцо при выходе его из яйцевода наружу и идет на построение стенок кубышки [1].

1.2 Личинка

Вылупившаяся из яйца, но еще не достигшая поверхности почвы личинка имеет червеобразную форму и особый временный орган - пульсирующий шейный пузырь. Такая личинка называется червеобразной. С помощью пульсирующего шейного пузыря, позволяющего раздвигать частицы почвы, и червеобразных движений эта личинка достигает поверхности почвы и немедленно линяет, превращаясь в личинку 1-го возраста. Эта линька называется промежуточной [3].

Личинка после промежуточной линьки развивается 30 - 40 дней. В процессе своего развития личинка увеличивается в размерах и претерпевает изменения: увеличивается число члеников в усиках, изменяется форма, расположение и величина крыловых зачатков, концевых придатков брюшка, а также пропорции других частей тела (рис. 10).

Признаки отличий возрастов личинки:

-й возраст. Крыловые зачатки отсутствуют или чуть заметны в виде слегка оттянутых задних нижних углов заднеспинки. Усики не более чем 13-члениковые.

-й возраст. Крыловые зачатки ясно заметны в виде оттянутых вниз и назад задних нижних углов средне- и заднеспинки, но жилки у них слабые и единичные. Усики с 15 - 17 члениками.

-й возраст. Крыловые зачатки очень хорошо заметны, расположены по бокам тела и имеют многочисленные жилки. Усики с 17 - 22 члениками.

-й возраст. Крыловые зачатки расположены на спине в виде треугольных лопастинок, внутренняя пара (зачатки надкрылий) узкие и короче. Усики с 21 - 25 члениками.

-й возраст. Крыловые зачатки длиннее переднеспинки или короче ее, внутренняя (зачатки надкрылий) не короче наружной(зачатки крыльев). Усики с 23 - 26 члениками.

Рис. 10. Личинка разных возрастов (по www.bannikov.narod.ru, 2014г.).

В тех случаях, когда имеются всего лишь 4 возраста, схема отличий между возрастами остается прежней, но признаки 2-го и 3-го возрастов объединяются в один общий 2-й возраст.

Различия между самками и самцами у личинок проявляются уже с первого возраста. У самок на нижней стороне вершины брюшка имеются две пары пластинок, которые дадут 2 пары створок яйцеклада; эти пластинки в 1-м возрасте еще только сильно надрезаны, но не раздвоены. У самцов имеется только одна непарная удлиненная пластинка без надреза по заднему краю, или слабым надрезом.

Личинки стадных саранчовых обычно держаться кулигами, т. е. плотными скоплениями, иногда очень больших размеров. В таких кулигах личинки совместно передвигаются, останавливаются на ночевки и пр. у одиночных саранчовых или кобылок плотных кулиг не образуется [2].

1.3 Яйцо

Яйцо саранчовых имеет форму удлиненного изогнутого цилиндра, закругленного на концах, размером в зависимости от вида, от 3 до 10 мм, при поперечнике от 0.5 до 1.8 мм. Нижний конец яйца обычно чуть более острый и имеет многочисленные сквозные микроскопические отверстия - микропиле.

Помимо истинной, или же желточной, оболочки яйцо имеет еще и наружную хитиновую оболочку - хорион. Последний может быть гладким или иметь скульптуру, видовой признак.

Рис. 11. Типы строения кубышек саранчовых. 1 - кубышка крестовички. 2 - кубышка атбасарки. 1 - крышечка, 2 - пленчатые стенки, 3 - пленчатые перегородки, 4 - яйца, 5 - землистые стенки, 6 - пенистая масса

Для саранчовых характерна защищенная групповая кладка яиц. Эта кладка получила название кубышка. Яйцекладущая самка погружает свое брюшко с яйцекладом в землю, выпускает порцию яиц, взвешенных в особой пенистой жидкости, выделяемой вершинными придаточными железами. Таким образом кубышка саранчовых состоит из яиц, пенистой массы между ними и наружных стенок (рис.11). Однако у ряда видов кубышки приобретают более сложное строение за счет дополнительных элементов, как крышечка, прикрывающая кубышку сверху (сибирская кобылка, Dociostaurus Fieb. И др.), пленчатая выстилка изнутри земляных стенок (крестовая кобылка) и поперечные перегородки над самой кладкой. В других случаях кубышка оказывается лишена некоторых основных элементов [9].

2. Особенности биологии семейства Acrididea

2.1 Развитие и превращение

Подобно всем прямокрылым насекомым, саранчовые имеют неполное превращение и развиваются по схеме: яйцо, личинка, взрослое насекомое. Годичный цикл жизни большинства наших видов сходен (рис.12).

Рис. 12. Схема годичного цикла развития саранчового. Римскими цифрами обозначены месяцы года (по Бей-Биенко Г.Я., 1951г.).

В течении года наши саранчовые проходят только один цикл развития, т. е. они имеют 1 генерацию в году. Зимующей стадией у саранчовых является обычное яйцо. Яйца откладываются саранчовыми в землю, заключенными в особый мешочек - кубышку, состоящий из затвердевших продуктов выделения придаточных половых желез, часто с примесью сцементированных частиц. Весной , как только стает снег, после прогревания почвы солнечными лучами, яйца продолжают свое остановившееся зимой развитие и через некоторое время происходит отрождение личинок. Личинки, выходя из кубышки, раздвигают частицы земли и постепенно выходят на земную поверхность. Эти личинки имеют червеобразный вид и сразу после выхода на поверхность линяют, сбрасывая шкурку(т. н. рубашечку) и превращаясь уже в настоящую личинку 1-го возраста. Личинка 1-го возраста сразу после линьки имеет молочно-белый цвет; лишь только после некоторого времени, от нескольких минут до нескольких часов, окраска личинки становится темнее. Это процесс происходит быстрее при более высокой температуре и сильном освещении [8].

Отрождение даже у одного и того же вида и в одной и той же местности происходит не одновременно, что объясняется разницей в экологических условиях мест закладки кубышек, точнее разницей в микроклимате. Кроме этой разницы в сроках отрождения, вызванной разным микроклиматом, разница в сроках отрождения может быть обусловлена и биологическими свойствами данного вида саранчового.

Питание личинок 1-го возраста начинается не сразу, а по истечении половины или даже целых суток. Через 6 - 10 дней личинка линяет и превращается в личинку 2-го возраста, которая также линяет, превращаясь в личинку 3-го возраста и так далее, в зависимости от количества возрастов. Количество личиночных возрастов колеблется от 4 до 6, причем у большинства видов имеется 5 возрастов.

Последний личиночный возраст после линьки дает уже взрослое саранчовое, которое еще не может размножаться и особи необходимо дополнительное питание в течении в нескольких, иногда десятков, дней. Половое созревание у некоторых видов (пустынная саранча) сопровождается изменением окраски теле или отдельных его частей [3].

Спустя некоторое время после окрыления начинается спаривание и откладка кубышек. Одна самка в течении периода яйцекладки, который тянется до месяца и больше, может отложить до 3 - 4 кубышек. У многих видов саранчовых наблюдается, что в каждой последующей кладке количество яиц заметно уменьшается. После откладки последней кубышки самки начинают вымирать, самцы начинают этот процесс чуть раньше.

У некоторых видов саранчовых происходит несколько по-иному. Зимующей стадией может быть личинка или взрослое насекомое, так что соответственно с этим смещаются все сроки развития данного саранчового. К зимующим в личиночном или во взрослом состоянии саранчовым относятся виды явно тропического происхождения, не имеющие резкой зависимости в сроках развития отдельных стадий от времени года, в частности от зимы [4].

2.2 Фазовая изменчивость

Своеобразной особенностью саранчовых является способность их изменять свой внешний облик в зависимости от степени скученности и других условий при развитии. При развитии личинок в условиях повышенной численности (сотни личинок на 1 м²) образуется стадная фаза, при развитии поодиночке возникает одиночная фаза. Эти фазы (рис. 13) резко отличаются морфологически (окраска тела, строение и пропорции отдельных органов) и физиологическими признаками, но при изменении степени скученности могут переходить одна в другую. Промежуточные формы выделяются в особую фазу переходную, причем если переход совершается от одиночной к стадной фазе, называется фазой скулиживания, а при обратных условиях - фазой рассеивания. Особенностью личинок стадной фазы является весьма характерная окраска тела, выражающаяся в сочетании черных пятен и рыжего пигмента; личинки одиночной фазы имеют одноцветную, обычно зеленую или желтую окраску. Взрослые особи стадной и одиночной фаз отличаются окраской тела, а также нередко различными пропорциями и особенностями строения отдельных частей тела.

Рис. 13. Пустынная Саранча: Разница в окраске одиночной (зеленой) и стадной (черной с оранжевыми пятнами) личинки

В природных условиях типичная стадная фаза образуется только у стадных видов саранчовых: перелетной, пустынной, мароккской и итальянской. Для обозначения стадных видов употребляется слово «саранча». Другие виды саранчовых в природных условиях не дают стадной фазы, эти виды называются нестыдными саранчовыми, или кобылками [6].

2.3 Поведение

Поведение саранчовых в течении суток довольно хорошо прослежено у стадных саранчовых и незначительно у одиночных.

В первые дни жизни после отрождения личинки не передвигаются, располагаясь на поверхности почвы плотными или мелкими кулижками, которые с течением времени сливаются и образуют одну или несколько крупных кулиг.

Во всех остальных возрастах суточное поведение личинок характеризуется тем, что они ночью проводят на растениях, тесно облепляя их своими телами. Личинки ночью находятся в холодном оцепенении и имеют температуру тела весьма близкую к температуре ночного возраста.

Первые движения личинок начинаются рано утром, с восходом солнца. Спустившись на поверхность почвы, личинки первое время сидят кучками в освещенных солнцем местах. При дальнейшем повышении температуры на поверхности почвы кучки приходят в движение, образуя одну или несколько кулиг. Перед началом дневного передвижения происходит утреннее питание личинок, которое бывает или вслед за разрежением кулиги или когда личинки еще сидели на растениях.

Дневные передвижения происходят в течении времени с максимальной температурой воздуха у поверхности почвы. Хоти при повышении температуры свыше 37 градусов у личинок наступает тепловое оцепенение.

Вечерняя остановка движения происходит тогда, когда разница температур тела личинок и поверхности почвы незначительны. Личинки собираются группами на освещенных солнцем площадкам, располагая свое тело поперек проходящих солнечных лучей. В это же период происходит и усиленное питание личинок, которое постепенно прекращается с дальнейшем понижение температуры и сменяется холодовым оцепенением личинок.

Суточное поведении одиночных саранчовых сходно, но исключая массовые кулижные передвижения [4].

Окрыленные стадные саранчовые характеризуются уже меньшей стадностью и поэтому заметно рассеиваются. Окрыленные особи начинают делать короткие взлеты. Эти полеты могут приобретать форму круговых полетов. Кроме этих круговых полетов наблюдаются т. н. эмиграционные перелеты стай Саранчевых в определенном направлении, которое в течении всего времени перелета (1 - 2 суток) бывает постоянным. Одиночные саранчовые таких перелетов не делают.

2.4 Питание

Интенсивность питания личинок и взрослых особей в течении их жизни не является постоянной. Особенностью является изменение интенсивности питания в зависимости от линьки: ослабление его в предлиночный период, полное прекращение в период линьки и постепенное возобновление после линьки. Общая продолжительность времени в течении которого личинка прекращает питание до 15% всего периода их развития.

В сильной степени изменяется интенсивность питания и от метеорологических условий, в особенности от интенсивности солнечной радиации. Обычно наблюдается в течении суток при жаркой погоде два периода интенсивного питания - утренний и вечерний, когда тело самих насекомых нагрето солнечными лучами [6].

По кормовому режиму саранчовые являются типичными растительноядными насекомыми и притом многоядными, т. е. питающимися разнообразными растениями. Однако у ряда видов наблюдается явное предпочтение одних видов растений перед другими, а также изменение состава поедаемых и предпочитаемых растений в течении их индивидуального развития. В исключительных случаях саранчовые могут являться одноядными, питающимися одним или несколькими схожими растениями. Например, пятнистая горбатка (Dericorys tibialis (Pall.)), питающаяся на солянке - Anabasis aphylla.

3. Особенности экологии семейства Acrididea

Саранчовые, как и все другие организмы, являются неотъемлемой частью той среды, в которой они обитают, и поэтому любой вид этих насекомых тесно связан с определенной совокупностью внешних условий существования, т. е. с совокупностью факторов среды, или экологических факторов. Помимо отмеченных выше природных экологических факторов, в современный период большую роль приобретает еще один фактор - воздействие человека, который в процессе своей хозяйственной деятельности изменяет природу и тем самым в сильнейшей степени влияет на жизнь организмов.

3.1 Местообитание саранчовых

Многообразные факторы среды воспринимаются каждым видом строго по-своему. Каждый вид имеет свои местообитания, или стации, вне которых он не живет, и различные виды местообитания характеризуются различным составом видов. Специфические свойства экологии тех или иных видов саранчовых ярко проявляются в выборе ими места обитания; состав и характер стаций, населяемых каждым отдельным видом, является его характерным внешним признаком, его требовательности к факторам среды: абиотическим, почвенным и биотическим [11].

Выбор местообитания тем или иным видом зависит от совокупности условий среды. Все саранчовые являются растительноядными организмами, и поэтому среди факторов среды на одном из первых мест находиться растительный покров. Большинство видов саранчовых являются многоядными насекомыми, хотя для многих из них характерна связь с представителями семейства злаков, вследствие чего растительные сообщества разнообразных злаков обычно отличаются разнообразным видовым составом саранчовых и большой плотностью населения.

Распределение саранчовых по стациям нередко зависят и от степени покрытия почвы растениями, т. е. от густоты растительного покрова. Помимо густоты и высоты растительного покрова существенное влияние на микроклимат влияют близость грунтовых вод и водоемов, отражающаяся на степень увлажнения почвы и влажности приземного слоя воздуха, на физических и других свойствах почвы. Ярко выступает зависимость распределения некоторых саранчовых от механического состава почвы, особенно у видов, связанных с сыпучем песком. Эти виды характеризуются ясно выраженными приспособлениями для жизни в песках как по окраске, так и структуре тела, особенно ног [4].

Если естественная стация, населенная определенным комплексом саранчовых, подвергается воздействию хозяйственной деятельности человека, как-то распашке под те или иные культурные растения, выпасу и т. п., то в результате резко меняется структура почвы, густота и высота растительного покрова и его видовой состав и пр., что способствует резкому изменению микроклимата этих стаций. Резкое же изменение микроклимата будет способствовать резкому изменению комплекса саранчовой фауны, населявшей данную стацию. Ряд видов в результате этого получит новые, иногда весьма благоприятные условия для своего развития, а для других видов подобное нарушение условий может являться настоящей катастрофой.

3.2 Враги саранчовых

На жизнь саранчовых влияют разнообразные естественные природные враги. К их числу относятся паразиты, хищники и возбудители болезней, причем от них могут страдать все фазы развития саранчовых - яйцо, личинка и взрослые особи.

Особенно разнообразны враги саранчовых среди насекомых. К ни относятся враги яиц, при чем большинство этих врагов биологически тесно связаны с саранчовыми и являются настоящими паразитами кубышек. Такими паразитами являются многие виды жуков из семейства нарышников (Meloidae). Обычными паразитами кубышек являются также двукрылые; наиболее многочислен среди них виды из сем. Жужжал (Bombyliidae). известны также паразиты кубышек из отряда перепончатокрылых - семейство Proctotrupidae.

Среди врагов личинок и взрослых насекомых саранчовых также имеются насекомые-паразиты и хищники. Настоящие паразиты имеются лишь из числа двукрылых - семейство ежумух из родов Blaesoxyphl Lw. и Sarcophaga Mg. личинки указанных мух живут в полости тела личинок и взрослых насекомых, питаясь жировым телом и гемолимфой.

Другими врагами личинок и взрослых саранчовых являются некоторые хищные насекомые и осы. Например мухи-ктыри (Asilidae), некоторые крупные кузнечики из рода Decticus Serv. и дыбок (Saga Charp.) (рис.14), также различные богомоловые (Mantoidea) [8].

Из числа ос врагами саранчовых являются некоторые представители семейства сфецид (Sphecidae), нападающие на взрослых особей или личинок и парализующих их уколом жала, с последующим переносом жертв в приготовленную норку, где на неподвижное тело саранчового откладывается яйцо.

Среди других врагов саранчовых из беспозвоночных отмечают красных клещей (семейство Trombidiidae), личинки которых являются наружными паразитами, прикрепляющимися обычно к пластинке крыла, а нимфы и взрослые особи - паразиты кубышек.

Есть у саранчевых внутренние паразиты из круглых червей (Nematodes) и грегарин (Gregarinidae). Эти паразиты вызывают ослабление хозяина и нередко его гибель.

Среди позвоночных существенное значение в истреблении саранчовых могут иметь некоторые птицы. Точно так же саранчовые служат пищей некоторым млекопитающим (грызуны, ежи и др.), а также пресмыкающимся (ящерицы и змеи) и земноводным (жабы). Наиболее заметна роль птиц, особенно скворцов (розового и черного), стаи которых очень часто появляются в местах скопления саранчовых.

Нередко саранчовые страдают от грибных и бактериальных болезней. Наиболее широко распространенным возбудителем болезни ряда видов саранчовых является грибок Empusa grylli Fres. В наших условиях также имеет большое значении заболевание яиц в кубышках яиц, вызываемое паразитическим грибом из рода Fusarium [2].

3.3 Изменение численности вида

Показателем изменений численности видов саранчовых во времени являются массовые размножения вредных видов (перелетной и мароккской саранчи, различных кобылок и пр.), наблюдающиеся в отдельные годы , а показателем изменений численности в пространстве является изменение границ распространения. На изменение численности вида действует и хозяйственная деятельность человека [3].

Увеличение численности наблюдается после 1-2 засушливых лет с повышенной температурой вегетационного периода при недостаточного количества осадков. Вспышка численности саранчовых на больших площадях в Украине имел место в 1923-1926 гг., в дальнейшем вредность этой группы вредителей приобретала ощутимых масштабов лишь на небольших площадях в отдельных областях (1964-1965 гг., Луганская, Донецкая, Черниговская области).

В 1995 году в некоторых областях Степи и Лесостепи, в частности, Запорожской и Херсонской, а также Донецкой, Луганской, Одесской, Николаевской, Харьковской и АР Крым начался массовый развитие саранчовых. В дальнейшем (1996-2003 гг.) Саранча ежегодно развивалась на больших площадях и была многочисленной и вредной. Особенно свирепствовала саранча в АР Крым, Запорожской и Херсонской областях, где ячейками насчитывалось 1500-3000 экз. на 1 м2. Кроме названных областей, этих фитофагов отмечали небольшими очагами в Днепропетровской, Киевской, Кировоградской, Полтавской, Сумской, Черкасской и Черниговской областях.

Закономерности популяционных циклов на примере 70 видов насекомых были проанализированы Е.Н.Белецким. Вспышки массовых размножений .за период I854-I985 гг. он сопоставил с резкими изменениями солнечной активности, выраженной в относительных числах солнечных пятен - числа Вольна. Статистический анализ показал солнечную обусловленность массовых размножений вредных насекомых.

Алгоритм прогноза массового размножения итальянского пруса в Украине.

За последние 209 лет (1786-1995 гг.) в Украине было отмечено 18 массовых размножений этого вредителя в следующие годы: 1786-1787, 1799-1800, 1823-1824, 1845-1848, 1850-1852, 1855-1856, 1859-1863, 1867-1868, 1886-1888, 1896-1898, 1901-1903, 1911-1913, 1923-1926, 1930-1932, 1937-1939, 1946-1947, 1951-1953, 1995-2003 гг. Средний период между началами очередных массовых размножений 12 лет.

Распределение массовых размножений итальянского пруса в пределах солнечных циклов было следующим:

Примечание: 0 - годы солнечных реперов; -1 - за один год до репера; +1 - через один год после репера.

Из распределения массовых размножений итальянского пруса во времени следует, что с вероятностью 94% можно прогнозировать начало очередного массового размножения точно в год солнечных реперов и со 100%-ной в год солнечных реперов и через один год после них. Последнее массовое размножение итальянского пруса наблюдалось в 1995-2003 гг. с максимумом в 1999 году, к году максимума (1999 г.) прибавляем 12 лет (средний период между началом очередных массовых размножений) и получаем, что начало очередного массового размножения этого вредителя следует ожидать в 2011-2012 гг. [12].

Вывод

В данной работе были рассмотрены главные особенности семейства саранчовых. В соответствии с этим сделаны выводы:

. При подготовке работы были проанализированы литературные ис- точники по морфолигии саранчовых. Были изучены собенности стороения имаго, личинки и яйца саранчовых.

. Жизненный цикл саранчевых г. Макеевки - одна генерация. Тщательное эколого-географическое изучение популяционной динамики всех видов саранчовых, стадных и нестадных - это насущная потребность.

3. Наиболее густо заселенными являются степные биотопы, предпочтительно с злаковым разнотравьем.

. Длительные исследования в области динамики и зонально-ландшафтного распределения популяций массовых видов, а также многовидовых сообществ саранчовых позволят выделить те критические местообитания и временные промежутки, которые существенны для динамики саранчовых. Такие данные могут служить основой для обоснования слежения, а также мер по управлению популяциями, ориентированных на минимизацию экологического ущерба и поддержание биоразнообразия.

. К числу наиболее опасных видов саранчовых исследуемого региона, можно отнести 3 вида: Итальянский прус , Азиатская перелётная и Марокканская саранча.

Чтобы понять, когда лучше всего проводить учет численности саранчовых, в какое время года и на какой стадии развития насекомое наиболее уязвимо, требуется его подробное исследование, и, как результат, выявление его самых слабых сторон в морфологии, биологии и экологии, для дальнейшего использования этих знаний в производственных целях.

Литература

1.     Бей-Биенко Г.Я. Oбщая энтомология. - М.: Высшая школа, 1980. - 416 с.

2.      Бей-Биенко Г.Я., Мищенко Л.Л. Саранчовые фауны СССР и сопредельных стран. - М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1951.- Т. 1-2. - 667 с.

.        Мищенко Л.Л. Насекомые Прямокрылые. Саранчовые (Catantopinae).- М.;Л.: Изд-во АН СССР, 1952. - 610 с.

.        Сергеев М.Г. Закономерности распространения прямокрылых насекомых Северной Азии. - Новосибирск: Наука, 1986. - 238 с.

.        Сионова М.Н., Поляковой Э.А. Материалы по дополнительному экологическому образованию учащихся. Вып. 3. - М.Н. и - Калуга: Изд-во КГПУ им. Циолковского К.Э., 2007. - 224с.

.        Бей-Биенко Г.Я. Руководство по учету саранчовых. - Ленинград: 1932. - 195с.

.        Долженко В.И., Наумович О.Н., Никулин А.А. Вредные саранчовые // - Журнал Защита и карантин растений № 5: 2003. - 3 - 11 С.

.        Долженко В.И., Никулин А.А. Технологии, средства и техника для борьбы с вредными саранчевыми: Методические указания. - М.: 2011. - 58с.

.        Зимин Л.С. Кубышки саранчовых. Морфология, систематика, диагностика и экология. - М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1938. - 108с.

.        Мирам Э.Ф. Прямокрылые (Orthoptera) Якутии. - Л.: Изд-во АН СССР, 1980. - 52с.

.        Чернышов В.Б. Экология насекомых. Учебник. - М.: Изд-во МГУ, 1996. 304с.

.        Белецкий Е.Н. Массовые размножения насекомых. История, теория, прогнозирование. - Харьков: Майдан, 2011. - 172с.