Погода в Санкт-Петербурге | Pogoda78.ru

Миграции насекомых

Миграции насекомых

В поисках благоприятного климата и обильной пищи некоторые виды насекомых в определенное время года отправляются в далекие путешествия.

Несколько лет назад жители Пиренейского полуострова увидели необычного гостя – крупную американскую бабочку-монарха с красивыми оранжевыми крыльями, покрытыми черно-белым узором. Монархи пересекли Атлантику и оказались в Европе, посетив сначала Азорские и Канарские острова.

Из Канады в Мексику

Эти хрупкие насекомые способны преодолевать расстояния в тысячи километров. Не испугавшись огромного Тихого океана, монархи добрались до Китая и Австралии. Летом, в Северной Америке, гусеницы монарха питаются листьями ваточника, содержащими ядовитый млечный сок. Яд накапливается в теле гусениц и делает их несъедобными для хищников. Осенью из куколок выходят бабочки, которые питаются нектаром и накапливают в брюшках запасы жира. Затем они собираются в стаи и летят на юг, во Флориду, Калифорнию и даже Мексику, за 3000 км от пункта отправления.

Зиму они проводят на ветвях деревьев. Если поблизости растет ваточник, насекомые откладывают яйца. Весной перезимовавшие особи вместе с молодыми бабочками, недавно вылупившимися из куколок, пускаются в обратный путь. К сожалению, люди постепенно лишают монархов их естественных мест зимовок: более половины из 56 тыс. гектаров пихтовых лесов в Мексике, где зимуют миллионы бабочек, в последние годы были вырублены. Если эти леса будут уничтожены, монархи могут навсегда исчезнуть с лица планеты.

В поисках прохлады

Некоторые бабочки отлетают на север, чтобы пережить засушливое время года. Особенно это характерно для репейниц, которые мигрируют из Африки на север Европы и Северной Америки, иногда даже попадая на просторы Северного Ледовитого океана, где они рано или поздно гибнут. Желтушки шафранные нередко отправляются летом в заполярные области, чтобы отложить яйца.

В поисках влаги путешествуют и некоторые стрекозы, но в отличие от монархов они никогда не возвращаются в те места, откуда улетели. Другие насекомые, например жуки-коровки из Средиземноморья и Калифорнии, клопы-черепашки из западных районов Азии, совершают сезонные перелеты в обоих направлениях, хотя и на небольшие расстояния. Они улетают из теплых равнинных районов в прохладные горы, чтобы избавиться от паразитов, сильно досаждающих им на юге.

Тема: Экология насекомых.

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

Яхонтов В.В. Экология насекомых. – М.: Высшая школа,1969.

1. В 1869 г. Э. Геккель впервые предложил термин «экология». Она изучает взаимосвязь и взаимоотношения живых организмов со средой их обитания и последствия этих взаимоотношений (айкос – жилище, местопребывание, логос – учение). Взаимоотношения могут быть дружественными и враждебными. Численность организмов зависит, в первую очередь, от плодовитости и выживаемости вида. Плодовитость насекомых очень велика, но не все особи выживают. Изучение воздействия различных факторов среды на плодовитость и выживаемость организмов, а следовательно, их влияние на изменение численности является одной из важных задач экологических исследований. Познание закономерностей изменения численности организмов в природе даёт возможность прогнозировать эти изменения, с одной стороны, и искать пути изменения условий существования в неблагоприятные для размножения вредных организмов направлений – с другой.

Для расшифровки взаимоотношений между организмами их экологическое изучение проводится на 3 уровнях:

1. путём изучения экологии отдельных особей (аутэкология),

2.экология популяции (т.е. совокупность особей одного вида, заселяющий определённый участок территории - популяционная экология);

3. экологию сообществ или биоценозов, т.е. совокупности всех видов организмов, заселяющих участок территории с более или менее однородными условиями существования.

Задачи экологии:

1. Изучить уровень численности особей в популяции;

2. Познать образ жизни насекомых в зависимости от условий внешней среды;

3. Изучить влияние среды на численность особей данного вида на характер распределения особей данного вида;

4. Выяснить основные взаимосвязи насекомых с условиями внешней среды и человеком.

Содержание экологии:

1. Изучение видовых приспособлений к условиям существования;

2. Изучение закономерностей образования и развития популяций;

3. Изучение закономерностей формирования и роль биоценозов.

Центральный объект экологии - жизнь вида в природных условиях биоценоза.

2.Экологические факторы делятся на следующие: абиотические, почвенные или адафические, биотические и антропические.

К абиотическим факторам (неорганические) относятся климатические (влияние температуры, влажности, света, ветра и пр.). Большинство вредных организмов относится к животным с непостоянной температурой тела. Температура тела насекомых изменяется при изменении внешней температуры. Активная жизнедеятельность насекомых возможна лишь в пределах определённого диапазона температур, специфических для каждого вида. При понижении и повышении температурной среды за эти пределы наступает холодовое или тепловое оцепенение, а затем смерть. Соответственно сказанному эти границы получили название верхнего и нижнего порогов развития – биологический 0 (ноль) развития. Верхние и низкие границы t, в пределах которых возможно развитие того или иного вида, называют порогами развития, а диапазон t, не выходящий за эти пределы – эффективными t. Сумму эффективных t можно определить по формуле С = (Т – t) n, где

T – наблюдаемая температура,

t – нижний порог развития,

n – продолжительность развития в днях.

По порогу развития и сумме эффективных t можно для поливольтинных видов подсчитать количество поколений и сроки появления отдельных фаз развития. Но при расчетах по методу эффективных t необходимо учитывать влажность воздуха, высокие дневные t, летнюю диапаузу, поправку на t в будке и приземном слое воздуха.

Важно влияние температуры на выживаемость организмов при значительных похолоданиях. Холодостойкость зависит от того, с какого климата обитают виды в данной местности, от места зимовки (кора деревьев или почва), физиологической подготовленности организма (максимум в период зимней диапаузы). Подготовка организма заключается в связывании свободной воды гидрофильными коллоидами, накоплении резервных веществ в виде углеводов и жиров, снижении обмена веществ.

Влажность среды. Вредные организмы (насекомые, клещи, нематоды) обладают малыми размерами и большой испаряющей поверхностью и очень зависят от влажности среды. Особенно чувствительны к изменению влажности насекомые, которые живут в открытой воздушной среде, так как относительная влажность редко достигает 100%, и насекомые испаряют воду. Удерживание в организме влаги в нужных пределах требует специальных механизмов- приспособлений для поддержания равновесия между организмом и средой. Такими приспособлениями являются: морфологические, физиологические и экологические адаптации. Морфологические приспособления: развитие на покровах водонепроницаемой эпикутикулы, образование на теле воскового налёта (тли, червецы), строение дыхалец, строение куколок, образование кокона.

Физиологические приспособления: в процессе питания насекомые пополняют запасы воды, отсасывая её из непереваренных остатков пищи, находящейся в заднем отделе кишечника, а в период зимнего покоя используют метаболическую воду, образующуюся при окислении углеводов и жиров.

У питающихся соком насекомых имеются приспособления и для быстрого удаления из организма избыточной воды – фильтрационные камеры, которые позволяют выводить избыток жидкости из переднего отдела кишечника в задний, минуя среднюю кишку.

Экологические: изменение местообитания почвы (вертикальные миграции у проволочников). Перед зимовкой перемещаются на новые места (черепашки, яблонная плодожорка, златогузка).

По степени требований к влажности среды различают гигрофилов, мезофилов и ксерофилов. Гигрофилы (слизни, стеблевой мотылёк, нематоды) растительноядные. Мезофилы (умеренная влажность) - озимая совка, луговой мотылёк. Ксерофилы - чернотелки, саранча пустынная.

Особенно сильно сказывается на жизнедеятельности насекомых совместное действие температуры и влажности. Для оценки влияния температур и осадков на насекомых в природных условиях применяют методы графического анализа этих показателей в виде климограмм и биоклимограмм. Соотношение температуры и влажности имеет существенное значение и при выборе видами для своей жизни соответствующих местообитаний.

Свет регулирует годичный жизненный цикл насекомых, длинный фотопериод способствует беспрепятственному развитию видов, короткий ( наступает в конце лета – начале осени) способствует переходу в состояние диапаузы. Короткий фотопериод означает, что скоро наступят неблагоприятные осенне - зимние условия, что нужно производить физиологическую перестройку организма. Короткодневный тип развития характерен для тутового шелкопряда, волнянки, краснохвоста, совки - треугольной. Большинство насекомых относят к длиннодневному типу развития.

Прямая и рассеянная солнечная радиация сказывается на изменении температуры тела и поведении насекомых. В тёмную и светлую часть суток изменяется активность различных видов организмов. Среди насекомых различают дневные, сумеречные и ночные группы. Группа дневных бабочек (белянки, нимфалиды, парусники) летает, питается, откладывает яйца днём. Сумеречные насекомые – (бражники, пластинчатоусые), ночные – совки.

Насекомые реагируют на различный спектральный состав света, обычно лучше воспринимая коротковолновую часть спектра и в том числе ультрафиолетовые лучи. На свет летят совки, яблонная плодожорка, хуже сетчатокрылые, божьи коровки. Ветер также оказывает влияние на насекомых. Мелкие насекомые переносятся ветром (расселение - американская белая бабочка, непарный шелкопряд), летят с потоком ветра. Вертикальное расселение – тёплый воздух поднимается вверх, и вместе с насекомыми попадает в высокие горизонты, с понижением температуры опускаются на другом участке с некоторым количеством насекомых.

3. Большинство крылатых насекомых в фазе имаго относятся к числу обитателей воздушной среды, но в неактивных фазах (яйцо, куколка) являются обитателями почвы. Почва отличается большим своеобразием и состоит из 3 систем - твёрдой, жидкой и газообразной. Твёрдая фаза образует структурную основу почвы, которая всегда удерживает в себе то или иное количество воды и воздуха.

Почва является местом, по которому животная жизнь смогла перейти из водной стихии в воздушную. Большинство видов почвенных беспозвоночных участвует в процессе минерализации органических веществ. В почве встречаются хищники и паразиты, уничтожающие вредителей с.-х. культур. В настоящее время разрабатываются пути усиления полезной деятельности почвенной фауны, повышения плодородия почвы и использования отдельных видов беспозвоночных для диагностики почв.

К почвенным факторам, наиболее сильно влияющим на изменение численности почвенной фауны, относятся: механический состав, температура, влажность, воздухопроницаемость.

Механический состав почвы может оказывать прямое влияние на избирательность отдельных видов животных (личинки хрущей сильнее вредят на лёгких, песчаных почвах, а виноградная филлоксера там существовать не может, уплотнённые почвы заселяют хрущи, кравчики, а рыхлые жужелицы).

С температурой почвы связаны суточные и вертикальные миграции насекомых. Температура почвы на поверхности подвержена резким колебаниям в течение суток, а на глубине 15-20 см эти колебания сглаживаются.

Ещё более важное значение имеют сезонные миграции. Личинки щелкунов зимуют на глубине 25-30 см, хрущи – 120-180 см.

Избыточная высокая влажность почвы, особенно в сочетании с пониженной температурой, неблагоприятна для жизни насекомых в связи с развитием патогенных микроорганизмов и ухудшением аэрации. Низкая влажность почвы в условия засухи приводит к миграциям в более глубокие горизонты подвижных фаз развития обитающих в почве насекомых и к повышенной гибели куколок и яиц.

Почвенный воздух в верхних слоях почвы содержит О₂ больше, чем СО₂ , а с увеличением глубины содержания кислорода уменьшается и СО₂ увеличивается. Чем влажнее почва, тем хуже происходит обмен воздуха и выше содержание углекислоты. При ухудшении аэрации насекомые вынуждены мигрировать к поверхностности почвы.

Реакция почвенного раствора также связана с влажностью и аэрацией почвы. На кислых почвах развивается род Agriotis, а на щелочных – лимониус.

Насекомые слабо реагируют на концентрацию почвенного раствора. В почвах, богатых растительными остатками, наблюдается более многочисленная почвенная фауна, так как органические вещества сами по себе служат источником питания для многих видов насекомых, клещей, нематод. При более высоком содержании органических веществ в почве несколько ослабевает вредоносность фитофагов, так как они частично используют эти вещества для питания.

4. Важную роль в жизни насекомых играют их взаимоотношения с различными живыми организмами – животными и растениями в процессе жизнедеятельности. Все эти живые силы природы выступают в качестве биологических факторов среды, взаимодействующих на каждый отдельный организм и его совокупность популяцию и вид. Основу взаимоотношений насекомых с биотическими факторами среды составляют пищевые или трофические взаимоотношения и связи. Потребление пищи является физиологической необходимостью, что и вызывает появление разнообразных приспособлений, направленных к использованию тех или иных источников пищи. Избирательное отношение отдельных групп насекомых и других организмов к различным источникам органического вещества называют специализацией 1 порядка. Источники пищи насекомых разнообразны: живые организмы (растения и животные); продукты их жизнедеятельности (не переваренные остатки пищи в виде помёта, отмершие и опавшие части растений, умершие животные и растения).

Специализация видов насекомых на этих источниках пищи способствовала возникновению разнообразных пищевых режимов. Насекомые, которые питаются растениями (фитофаги), животными (зоофаги), если питаются насекомыми – то это энтомофаги, а клещами- акарифаги. Если питаются растительными остатками – это сапрофаги (подуры, панцирные клещи, а если животного происхождения то это - некрофаги (мертвоеды, падальные мухи) питаются навозом – капрофаги. Пищевая специализация II порядка характеризует степень избирательности внутри каждого из перечисленных источников питания. Среди фитофагов различают монофагов (зерновка гороховая, филлоксера, малинный клещ), питающихся на одной культуре; олигофагов (клубеньковые долгоносики, капустная белянка, гороховая плодожорка) питаются растениями одного семейства; полифаги или многоядные (совки подгрызающие, проволочники, слизни) питаются многими видами растений из различных ботанических семейств.

Пантофаги или всеядные питаются многими растениями и животной пищей (тараканы, уховертки).

Питание животных связывает их с другими организмами более или менее прочными пищевыми связями. Особенно стойки эти связи у монофагов и олигофагов. Однако эти связи не ограничиваются только парой компонентов: потребителем и поставщиком пищи. Большинство потребителей может в свою очередь быть поставщиком пищи для других организмов. Цепи питания начинаются от растения или мёртвых органических веществ и заканчиваются животными хищниками или паразитами. Так, тля питается на растениях, тлю уничтожают кокцинеллиды, их уничтожают птицы, птиц уничтожают лисы и т.д. Для цепей питания характерно также и то, что они обычно имеют ответвления, эти ответвления создаются другими хищниками или паразитами, живущими за счёт хозяев, входящих в основную цепь питания. Тлю уничтожают златоглазки, их поедают другие насекомые или птицы. Так пищевые связи и цепи питания объединяют собой различные организмы и создают между ними систему сложнейших и прочных взаимоотношений.

Взаимоотношения между растениями и насекомыми различны: опылители растений, вредители растений, переносчики болезней растений.

Типы повреждений в зависимости от ротового аппарата вредителей различны:

1. повреждения растений без их предварительной подготовки вредителем для питания;

а) повреждение листьев (грубое объедание, дырчатое выедание, фигурное объедание, скелетирование, минирование, изменение окраски, деформация листьев);

б) повреждение стеблей, ветвей и корней, подгрызание стебля, выедание ходов;

в) повреждение генеративных органов, выедание бутонов, минирование плодов, белоколосость злаков;

2. повреждения с подготовкой растения вредителем для питания:

а) повреждения с механической подготовкой субстрата для питания (листовые трубки и сигары, листовые гнёзда);

б) повреждения с физиологической подготовкой субстрата для питания (галлы: листовые, стеблевые, побеговые, почковые корневые).

Естественные враги насекомых: патогенные микроорганизмы, паразитические черви, хищные и паразитические насекомые, хищные позвоночные. Они играют роль в ограничении размножения и распространения насекомых, некоторых используют для биологической борьбы с вредителями. Патогенные организмы - это грибы, бактерии, вирусы и простейшие. Они вызывают различные заболевания у насекомых. Из грибных организмов вызывающих болезни насекомых наибольшее значение имеют энтомофторовые и мускардиновые грибы.

Бактерии служат для изготовления препаратов (выделяют из разных видов погибших насекомых) для производства битоксибациллина и лепидоцида.

Из вирусных патогенов известны полиэдрозы и гранулёзы. Полиэдроз изучен у тутового шелкопряда - тело гусениц покрывается жёлтыми пятнами. Гранулёз отмечен у гусениц яблонной плодожорки. У больных гусениц тело приобретает беловато-жёлтую окраску. Они становятся вялыми и погибают. Протозойные болезни вызывают одноклеточные животные, относящиеся к простейшим (поземотоз пчёл).

Паразитические черви очень многообразны: стационарные паразиты живут в теле насекомых длительное время, даже всю жизнь – нематоды; промежуточные, которые переходят от насекомых к животным и человеку. К основным формам взаимоотношений между различными организмами относятся симбиоз, хищничество и паразитизм. Симбиоз - различные формы сожительства свободных организмов (казарка - плодовая гниль). Хищничество - форма отношений, при которой более сильный организм – хищник – питается другим - жертвой, приводя её к гибели в течение короткого времени. Хищники принадлежат к различным группам животных: хищники - энтомофаги: божьи коровки, златоглазки, жужелицы, муравьи. Паразитизм характеризуется тем, что одни особи – паразиты – живут за счёт других организмов - хозяев длительное время, постоянно приводя хозяев к гибели или сильно их ослабляя (наездники, бракониды, тахины). Паразиты бывают наружные (эктопаразиты) и внутренние (эндопаразиты). Наружные паразиты характерны для насекомых, ведущих скрытый образ жизни, из внутренних - наиболее ценны яйцееды (трихограмма, теленомус). На паразитических насекомых в свою очередь могут паразитировать другие виды насекомых, называемые сверхпаразитами или паразитами 2 порядка.

Из млекопитающих питаются вредителями: еж, крот, летучая мышь. Из птиц наиболее эффективны дятлы, ласточки, стрижи, синицы, скворцы, грачи.

Естественные враги играют важную роль в ограничении распространения и размножения вредных видов. Применение естественных врагов положило начало биометоду.

Дата добавления: 2016-07-22 ; просмотров: 4174 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Влияние температуры на поведение насекомых

Температура может оказывать двоякое воздействие на насекомых. Во-первых, с ее повышением и соответственным увеличением скорости обмена веществ появляется возможность того или иного рода поведения, а также увеличивается скорость движения (непосредственное воздействие). Во–вторых, температура среды и ее изменения воспринимаются терморецепторами, при этом насекомое может активно искать благоприятную для себя зону и уходить из неблагоприятной (сигнальное воздействие). Как слишком низкие, так и слишком высокие температуры подавляют активность.

Соответственно, температура может почти полностью определять поведение насекомых в арктических условиях, где активность возможна лишь в течение короткого интервала времени, в умеренной зоне – зимой, весной и поздней осенью, в отдельные дни и летом, а в пустынной зоне – почти ежедневно в летнее время.

Диапазон температур, в пределах которого возможна активность, конечно, различен для разных видов. Клопы, жуки, цикадки и крылатые муравьи более чувствительны к понижению температуры, чем двукрылые и бабочки. В целом насекомые, летающие летом, гораздо менее устойчивы к низким температурам, чем весенние и осенние. Лет ранневесенних видов не останавливает даже 0° С. Высокая температура в середине дня заметно снижает активность многих насекомых. В целом, кривая зависимости скорости движения от температуры, полученная на примере поведения рабочих муравьев, отдаленно напоминает кривую нормального распределения – как высокие, так и низкие температуры подавляют активность. Несколько иначе выглядит кривая зависимости процента подвижных особей от температуры. Здесь этот процент резко возрастает при достижении температурного порога, а далее остается неизменным для довольно большого диапазона температур.

Разные типы подвижности и активности насекомых ограничены различными температурными диапазонами. Так, полет допустим в пределах более узкого температурного интервала, чем ползание. Тип полета тоже зависит от температуры воздуха. Движение крыльев бобовой тли может наблюдаться с 6,5° С, горизонтальный полет при сбрасывании с высоты – с 13° С, а активный полет – с 15° С (A.J.Cockbain, 1961).

Особенно четко зависит от температуры возможность спаривания насекомых. Интересно, что у многих мух спаривание имеет место только после энергичных и продолжительных движений, особенно в прохладную погоду. Поэтому не исключено, что "брачные танцы" насекомых могут иметь, помимо этологического, и чисто физиологическое значение.

Насекомые активно ищут участки с наиболее благоприятной для них температурой. Яркий пример связанных с температурой ежесуточных вертикальных миграций дает поведение большой хлопковой тли Acyrthosiphon gossypiiMordv. на растениях хлопчатника (В.Б.Чернышев и др., 1981). Поздним утром и в начале дня тли сидят на освещенных солнцем верхушечных листьях растения. В середине дня они спускаются по растению вниз, где значительно прохладнее. Часть тлей в это время прячется в трещинах почвы около растения. Позже к вечеру они переходят на стебель и постепенно перемещаются вверх. Некоторые тли опять переходят на верхушечные освещенные солнцем листья. Ночью они располагаются, в основном, на стебле, а ранним утром, когда холоднее всего, до 80% тлей концентрируется ввиде грозди около точки роста – наиболее теплой части растения. В результате таких перемещений суточные изменения температуры для тлей существенно сглаживаются. Днем температура, при которой они находятся, ниже температуры воздуха на 10–15° , а ночью – выше на 2–3° . Подобные перемещения по растениям описаны и для многих других насекомых.

Температура тела насекомых может существенно отличаться от температуры воздуха в результате физиологических процессов. Благодаря мышечным движениям тело насекомого может нагреваться. Так, по данным И. Д Стрельникова (1940), температура тела летающих бабочек, мух и перепончатокрылых всегда около 35–40° и мало зависит от температуры окружающего воздуха. Сохранению тепла у ночных насекомых может способствовать густой волосяной покров. Но даже и у неподвижных живых насекомых из–за обменных процессов температура тела выше окружающей на 0,1–0,5°. Другая причина повышения температуры тела насекомых – это их нагрев в солнечных лучах, особенно резко проявляющийся в высокогорной местности. На низменности отмечен дополнительный нагрев тела насекомого немногим более 5–6°, в горах эта разность температур может достигать 30°. Насекомые способны активно изменять уровень нагрева тела, принимая разные позы по отношению к солнечным лучам или раскрывая крылья, служащие отличным приемником тепла дневные бабочки принимают широко известную красивую позу с распростертыми крыльями только в относительно прохладную погоду, в жаркую же погоду крылья захлопываются над спинкой сразу же после посадки.

Очень большое значение в регуляции температуры тела насекомых имеет их окраска. Типичные для многих дневных насекомых металлические окраски отражают излишнюю солнечную радиацию. Ночью особенно неблагоприятны темные окраски, так как они способствуют потере тепла путем радиации. Поэтому в среднем ночные насекомые заметно светлее, - чем дневные.

Лекция Экология и динамика численности насекомых

1. Влияние факторов и компонентов среды на насекомых.

2. Динамика численности насекомых.

3. Типы динамики численности насекомых.

4. Модификация и регуляция численности популяций насекомых.

5. Очаги размножения насекомых и их типы.

Насекомые – холоднокровные организмы, поэтому их рост и скорость развития зависят от температуры. Регуляция температуры тела насекомых осуществляется за счёт испарения через кожу и активных перемещений. На теплообмен влияет размер, форма тела и окраска насекомого. Активность насекомых ограничена определёнными рамками. Нижний порог развития +5…+8 °С, ниже этого порога происходит холодовое оцепенение. Верхний порог зависит от вида и фазы развития насекомого и составляет около 38 °С, выше которого происходит тепловое оцепенение. Оптимальная температура для существования и развития насекомых находится в пределах +26…+28 °С. От температуры зависят затраты энергии, смертность, плодовитость, продолжительность жизни. Каждому виду для развития необходима определённая сумма активных температур, вычисляемая по формуле: С=n×(T-t), где n – число дней развития, T – среднесуточная температуры, t - нижний порог развития. Суммы активных температур определены для всей генерации, либо для отдельных фаз. Используются в фенологических наблюдениях. Температура влияет на устойчивость насекомых к пестицидам и болезням.

Из-за малых размеров и большой поверхности тела влажность играет большую роль в жизни насекомых. При нехватке влаги в теле используется расщепление жиров. Для перезимовки влажность насекомого уменьшается. Нехватка влаги компенсируется увеличением прожорливости насекомых. Легче переносится нехватка влаги, чем избыток. Осадки влияют на насекомых не избирательно. Косвенное влияние оказывается через растительность. При засухах снижаются защитные механизмы растений, корм становится более доступным (биохимический состав хвои и листьев становится более приятным для насекомых). Снег предохраняет зимующих в почве насекомых. Для прогнозирования численности вредителей используют гидротермический коэффициент Г.Т. Селянинова: , где М – сумма осадков за период с температурой выше +15 °С, Т – сумма среднесуточных температур за тот же период.

Свет влияет на насекомых прямо и косвенно. Прямое влияние осуществляется через светокомпасное движение, косвенное – через фотопериодизм.

Ветер влияет на погоду, миграции насекомых, интенсивность питания, способствует расселению, вызывает ветровал и бурелом.

Для многих насекомых почва является средой развития или временным убежищем. Обитающие в почве насекомые имеют адаптации для передвижения. Большинство почвенных насекомых – полифаги. Многие насекомых реагируют на кислотность, температуру и влажность почвенных условий.

Существование любого вида определяется обменом веществ, при котором расходуется энергия. Пища – главный экологический фактор. По характеру питания насекомые делятся на фито-, зоо-, сапро- и некрофагов. В пределах каждой группы также есть деление. Выбор кормовой породы обеспечивается пищевой специализацией на основе химических и биологических особенностей растений. По специализации к пище выделяют: моно-, олиго- и полифагов. Пищевые связи складываются на биохимическом родстве растений, имеющих близкий состав белка. Химизм растений меняется в течение сезона. Различаются весеннюю феногруппу насекомых (питаются листвой, богатой белками и водой) и летнюю феногруппу (пища богата углеводами). Многие виды закономерно меняют кормовые породы (тли). Качество пищи влияет на состояние насекомых, их плодовитость и выживаемость. Лесные виды выносливы к голоданию, но уменьшают плодовитость и размеры. В процессе питания растениям наносятся повреждения. Разные виды повреждаются неодинаково. Наиболее повреждаются дуб, тополя, ильмовые, розоцветные, ивовые, наименее – клёны, ольха, интродуценты. Различают следующие виды устойчивость растений к повреждению насекомыми:

1. Иммунность – за счёт защитных средств или определённых морфологических признаков (толстая кутикула, толстая кора)

2. Антибиоз – за счёт биологически активных веществ (живица и терпеновые соединения)

3. Резистентность – способность восстанавливать повреждения. Наиболее выносливы лиственные породы.

Вместе с тем, насекомые также вырабатывают приспособления для преодоления защитных систем растений.

Большое значение в жизни насекомых имеют биотические отношения. Межвидовые отношения проявляются обычно в виде симбиоза, конкуренции или паразитизма и хищничества. Взаимовыгодные связи широко распространены с растениями (между муравьями и деревьями, муравьями и тлями, у насекомых и кишечных бактерий). Многие виды насекомых являются паразитами других животных. Часть из них используется в биозащите растений. У насекомых проявляется эффект группы (оптимизация физиологических процессов, ведущая к увеличению жизнеспособности при оптимальной численности группы), при большой плотности популяции начинается конкуренция. Регуляция численности может быть за счёт фазовости, миграций, воздействий эпизоотий и развития острой конкуренции.

Все насекомые в экосистемах существуют в виде популяций. Популяционная организация вида позволяет ему сохраниться при резком изменении условий.

В популяциях проявляются специфические отношения, связанные с воспроизводством: между полами и между материнским и дочерними поколениями. При половом размножении обмен генами ведёт к однородности популяции, при вегетативном популяции представлены клонами.

Структуры популяций носят адаптивный характер. Степень обособленности популяций зависит от миграционных способностей вида.

1. 
   Географические. Занимается однородная географически, но разнородная экологически среда. В разных географических популяциях возможны отличия по фенотипу.
   
2. 
   Экологические. Занимают однородную экологическую среду. Главный признак – единый отклик на изменение факторов среды.
   
3. 
   Микропопуляции (стации переживания) – локальные популяции (короеды на одном дереве).
   

1. 
   Равномерный
   
2. 
   Диффузный (случайный)
   
3. 
   Мозаичный (при неравномерном распределении пригодных экотопов)
   
4. 
   Пульсирующий (у популяции с резкими колебаниями численности)
   
5. 
   Циклический (закономерное попеременное использование пространства).
   

Порог вредоносности вида - численность (плотность) популяции вредителя, при которой проявляется его вред. Для определения целесообразности обработок в системах интегрированной защиты растений служит экономический порог вредоносности (ЭПВ). Известны различные формулировки понятия ЭПВ. М.Д. Вронских и С.В. Васильев под ЭПВ понимают уровень плотности популяции, при котором (или ниже которого) необходимо начать действия по подавлению вредителя. И.Ф. Павлов считает, что ЭПВ - это 3-кратная окупаемость затрат на защиту насаждений от вредителей, а В.А. Захаренко и А.Ф. Ченкин - плотность популяции вредных организмов, которая вызывает потери урожая, равные в стоимостной оценке затратам на защитные мероприятия. По В.П. Васильеву, ЭПВ определяется ценой продукции, затратами на проведение борьбы с вредителем, размером потерь урожая на единицу плотности популяции и уровнем рентабельности. В.И. Танский этот термин определяет как плотность популяции вредителя или степень повреждения, при которой мероприятия по защите растений начинают давать доход, повышают рентабельность производства продукции и снижают ее себестоимость.

ЭПВ - величина непостоянная и имеет сложную природу. На ЭПВ вредителей растений воздействует множество факторов. Это, например, погодные условия, возраст и состояние растений, цена продукции, затраты на проведение защитных мероприятий, уровень рентабельности производства, способные существенно повлиять на его количественный уровень в конкретной экологической ситуации. В этой связи фактическая величина ЭПВ для одного и того же вредного вида будет изменяться в зависимости от условий, места и времени состояния растений, численности энтомофагов, эффективности защитных мероприятий и других факторов.

Порог вредоносности выражается количеством особей на единицу измерения: на 1 м 2 , 1 пог. м ряда, 1 лист, 1 феромонную ловушку и т. п.

Градация – цикл изменения численности популяции от начала через максимум до минимума.

Особи в популяциях могут быть размещены равномерно, случайно или агрегативно (мозаично). Большое значение для процветания популяций имеет их возрастная структура. У большинства видов с однолетней генерацией все особи принадлежат к одной большой группе. У видов с многолетней генерацией одновременно могут быть разные фазы развития. При благоприятных условиях есть все возрастные группы. Если взрослые живут долго и несколько раз размножаются, возникает стабильная возрастная структура. Длительно размножающаяся часть – запас. Молодые, достигающие зрелости, - пополнение.

Не только численность, но и возрастной спектр, отражают состояние и приспособленность популяции к среде. В популяции всегда поддерживается та численность, которая наиболее отвечает интересам воспроизводства.

Популяции, где есть все возрастные группы, называются нормальные полночленные.

1. 
   Численность. Зависит от действия экологических факторов. Уровень численности популяции определяется, главным образом, смертностью. Численность популяции определяется также иммиграцией и эмиграцией. Увеличение численности оказывает положительное влияние до определённого порого, при достижении которого возникает сигнал перенаселения и начинают действовать стрессовые механизмы, снижающие плодовитость и увеличивающие смертность.
   
2. 
   Плотность особей
   
3. 
   Любая популяция способна к неограниченному росту, если её не сдерживают факторы среды. В быстроразмножающихся популяциях доминируют молодые размножающиеся самки, половой индекс близок к 1. Биотический потенциал не всегда реализуется полностью и равен рождаемость минус смертность.
   
4. 
   Выживаемость – соотношение рождаемости и смертности. В популяциях лесных насекомых выживаемость редко превышает 1-2 % (у БСЛ – 0,7 %, у лунки серебристой – 0,4 %). Для определения главнейших факторов смертности строят таблицы выживаемости.
   
5. 
   Рождаемость – число родившихся за единицу времени в расчёте на определённое число членов. Рождаемость в популяции и скорость роста зависит от биотического потенциала (относительная скорость нарастания численности, популяции, т.е. приращение численности за единицу времени в пересчете на одну особь или теоретическая численность потомков от одной особи или пары), биологии вида, возрастного и полового состава популяции.
   
6. 
   Смертность – количество погибших за определённый период в расчёте на определённое число членов популяции. Она высока и изменяется в связи с условиями среды (количество осадков, корма, заболевания, враги).
   
7. 
   Темп изменения численности. Для изучения динамики численности строят таблицы выживания и кривые смертности.
   

Гомеостаз – поддержание оптимальной численности популяции, при которой физиологические процессы организмов наиболее интенсивны.

В его основе лежат изменения роста, физиологии и поведения в ответ на изменение численности.

1. 
   Химическое взаимодействие, т.е. за счёт выделения химических соединений (феромоны).
   
2. 
   Фазовость – изменения физиологии и поведения, которые приводят к появлению инстинкта миграции.
   
3. 
   Территориальное поведение (охрана, ритуальное поведение). Наиболее эффективный механизм сдерживания численности. Избыточная часть не размножается или вынуждена выселяться.
   
4. 
   Биофизические взаимодействия (за счёт излучений).
   
5. 
   Стресс-реакция. Частота контактов отражается на активности гипоталамуса и меняет гормональное состояние, что при повышенной плотности тормозит половую функцию (обратимо).
   

Степень развития механизмов гомеостаза зависит также от степени влияния на популяцию других видов.

Достигнув равновесного уровня численности, численность популяции колеблется у этого уровня.

Каждому виду присуща определённая плотность популяции. Колебания численности вокруг оптимума могут быть циклическими или нерегулярными.

1. 
   Стабильный (колебания до 10 раз). Характерен для долгоживущих организмов с низкой рождаемостью и высокой выживаемостью, полифагов или хищников (медведки, жужелицы, стафилины, щелкуны, хрущи и т.д.).
   
2. 
   Флюктуирующий (до 100 раз). Чаще у коротко живущих организмов, с проявлением фазовости, развитой химической коммуникацией, наличием специализированных врагов, живущих кучно. Максимальная численность в конце сезона (колорадский жук). Имеет три фазы: нарастание, максимум, спад. Виды имеют высокую плодовитость, развиваются в нескольких поколениях (тли, боярышницы, златогузка, короеды, усачи). Для планирования борьбы с ними необходимы осенние учёты и контрольные учёты весной.
   
3. 
   Взрывной, со вспышками размножения и изменения численности в 10 5 …10 6 раз. Характерна для насекомых с малой продолжительностью жизни, высокой рождаемостью, изменчивой выживаемостью, хорошо развитой коммуникацией, совместно осваивающих ресурсы, фазовостью, хорошей расселительной способностью (массовые хвое- и листогрызущие вредители: шелкопряды, пяденицы, пилильщики и др.). Специализированные враги и хищники не успевают выедать прирост популяции. Вспышка длится 4…8 лет. Исчезновение фактора, вызвавшего вспышку не ведёт к снижению численности. Имеет 4 фазы: начальная (самые благоприятные условия, численность растёт до 10 раз), нарастание численности до десятков раз, кульминация (рост до 10 5 …10 6 раз), депрессия или спад (до 10 -5 раз). Вспышка размножения начинается при крайнем отклонении метеоэлементов в течение нескольких лет.
   

Рост численности. Два-три поколения. Численность растет до 10 раз. Особи темные, здоровые. Преобладают самки. Начинается расселение вида.

Кульминация. Чаще два поколения. В первом численность растет в десятки тысяч раз, во втором – в 5-8 раз. Особи светлеют, начинается конкуренция, падает плодовитость, самцы начинают преобладать. Максимальная вредоносность с образованием очагов объедания.

Депрессия. Численность быстро снижается, плодовитость низкая или отсутствует. Особи светлые, преобладают самцы. Высока зараженность энтомофагами и болезнями. Одно-два поколения.

У моновольтинных видов вспышка длится 6-8 лет, у бивольтинных – 4-5 лет. Могут быть отклонения от приведенной схемы.

Ограничение размножения отдельного вида очень важно для поддержания устойчивости сообщества. Существует ряд природных механизмов ограничения размножения, которые носят множественный характер: 1 уровень – многоядные хищники, 2 уровень – специализированные паразиты, 3 уровень – эпизоотии, 4 уровень – внутривидовая конкуренция, 5 уровень – предел ресурса.

1. 
   Модификация – нерегулярное изменение численности от факторов, не связанных с плотностью популяции.
   
2. 
   Регуляция – возврат популяции в исходное состояние от факторов, сила которых зависит от плотности популяции. Различают внутри- и межвидовые механизмы регуляции численности популяции:
   

б) безынерционные. Сила зависит от плотности текущего поколения (количество пойманных жертв, конкуренция, каннибализм, миграции, изменения плодовитости).

На низких уровнях численности эффективны инерционные механизмы (многоядные хищники – кабан и др.), на более высоких хищники не успевают выедать прирост и включаются малоинерционные механизмы (специализированные хищники и паразиты, например, оса сколия – паразит майского хруща), на очень высоких – безынерционные механизмы (эпизоотии, вызванные бактериями, вирусами, грибами, и конкуренция), включая предел ресурса.

1. 
   Изменение численности происходит с некоторым запозданием после воздействия регулирующего фактора, поэтому полной стабилизации численности не бывает.
   
2. 
   Наиболее эффективными регуляторами являются паразиты и заболевания.
   

Под очагами вредных организмов понимают участки леса (лесной площади) или объекта озеленения, характеризующиеся повышенной концентрацией патогенных организмов, наносящих ощутимый экологический и экономический ущерб.

Размножение в разных насаждениях протекает в зависимости от характеристик насаждения и их защитных свойств. В межвспышечные годы вредитель находится в стациях выживания, т.е. в наиболее благоприятных для себя условиях. При возникновении вспышек в резервациях численность быстро растёт и будет максимальной с максимальным объеданием. В резервациях образуются первичные очаги.

Вторичные очаги образуются в менее подходящих насаждениях. Объедание в них бывает сильным, но не полным. Градация отстает на одно поколение.

В мало пригодных насаждениях могут формироваться миграционные очаги при разлёте насекомых из первичных и вторичных очагов. Объедание среднее или слабое.

Очаги в первой фазе вспышки возникающие, во второй – нарастающие, в третьей – действующие, в четвёртой – затухающие.

При действии длительных ослабляющих факторов формируются хронические очаги.

Первичные очаги возникают в степной и лесостепной зонах, в зоне смешанных лесов вспышки наблюдаются реже, очаги развиваются по типу вторичных.

ЗАВИСИМОСТЬ МИГРАЦИЙ ПТИЦ ОТ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ

Миграции птиц на любой территорий имеют прерывистый ха­рактер. Дни с интенсивным пролетом чередуются с днями, ког­да миграция проходит слабо или вообще не наблюдается.

В настоящее время выдвинуто много различных гипотез о причинах волнообразности миграций. Однако все их можно объ­единить в группы. Первая включает гипотезы, в которых главное значение в формировании воли миграций придается погодным факторам. При этом считается, что одни погодные условия стимулируют активность перелетов, а другие - ее сдерживают и даже приостанавливают. Во вторую группу входят гипотезы, в которых на первое место выдвигается циклическое колебание физиологического состояния птиц с последующей синхрониза­цией этого явления среди мигрирующих особей.

Связь перелетов птиц с погодой была подмечена давно. По характеру перелетов даже предсказывалось состояние погоды в различные сезоны года. Раньше говорили в народе, что если птицы дружно в отлет пошли, зима будет суровой или если журавли летят высоко, не спеша, осень простоит хорошей и т. д. В настоящее время все большее число специалистов считает, что погода оказывает весьма незначительное влияние на переле­ты птиц. В доказательство приводятся данные об отсутствии вы­соких корреляций между погодными факторами и интенсивностью миграций. Один из видных английских ученых Дэвид Лэк, изучив значительную часть работ о влиянии погодных фак­торов на сезонные перелеты птиц, пришел к выводу, что эти результаты были получены необъективными методами. В насто­ящее время за рубежом и в нашей стране многие ученые проводят исследования и приводят доказательства в пользу решающе­го значения погодных факторов. Спор ученых пока еще далек от завершения. Неспециалистам трудно поверить в неправомочность первых гипотез. Ведь почти каждый из них наблюдал, как птицы дружно летели в хорошую погоду, а в ненастье прекра­щали перелет. На самом деле это может быть обманчивое впе­чатление.

Среди множества видов птиц не все являются хорошими ле­тунами. В их число входят даже крупные птицы - парители. Им трудно лететь при сильном и порывистом ветре. Многие пти­цы, имеющие быстро намокающее оперение, не могут долго ле­теть в сильный дождь. Часть видов птиц избегает совершать перелеты в условиях плохой видимости и т. д. В природе встре­чается определенная группа птиц, так называемые «птицы погоды», на перелеты которых погодные факторы оказывают действительно большое влияние. Однако они не могут начать перелет даже в благоприятных условиях погоды, если у них нет внутреннего стимула, возникающего при наличии достаточного жирового запаса.

Исследования показали, что перелетам «птиц погоды» способствуют следующие метеорологические условия: слабые встречный и попутный ветры, резкое повышение (весной) и по­нижение (осенью) температуры воздуха, уменьшение влажно­сти воздуха, отсутствие осадков. Резкое понижение температуры воздуха осенью (при прохождении холодных фронтов), как правило, вызывает интенсивные перелеты птиц в течение последующих 1-2 сут. К препятствующим метеорологическим условиям относятся: сильный встречный ветер (более 15 м/с), значительные осадки и сплошная облачность, туман, резкое по­нижение температуры воздуха (весной), которое может вызвать отлет части птиц в обратном направлении (к югу).

Таким образом, отдельные метеорологические факторы мо­гут оказывать одновременно противоположное влияние на пере­леты птиц». Например, резкое понижение температуры воздуха весной препятствует, а попутный ветер способствует продвиже­нию птиц на север. В связи с этим были предприняты попытки установить влияние на миграции птиц различных сочетаний ме­теоусловий, свойственных барическим образованиям. Оказа­лось, что миграцию птиц стимулировали весной: передняя часть (ложбина) циклона и его теплый сектор, западная периферия антициклона (гребень) и особенно переходная зона между циклоном на западе и антициклоном на востоке, а осенью - восточ­ная периферия антициклона, тыл циклона, переходная зона между антициклоном на западе и циклоном на востоке. К бло­кирующим синоптическим факторам относились весной: быстродвижущиеся фронты, зоны турбулентности, восточная пери­ферия антициклона, центральная и тыловая части циклона, а осенью: западная периферия антициклона и передняя часть циклона.

Большинство остальных птиц, по мнению ряда ученых, совершает миграционные перелеты независимо от погодных усло­вий. Специалистам и охотникам хорошо известен тот факт, что отдельные ненастные дни (с сильным ветром, осадками, ту­маном) весной или осенью наблюдается интенсивный перелет птиц. Исследования показали, что в такие дни одни птицы сни­жаются фактически до земли, а другие, наоборот, поднимаются на большую высоту, если там имеются более благоприятные погодные условия (интенсивные перелеты птиц часто наблюда­лись над и даже между облаками). Подобная тактика переле­тов птиц могла создавать у наблюдателя, находящегося в одной точке, впечатление об уменьшении и даже прекращении мигра­ции птиц. В результате ложная волнообразность принималась за реальную. При этом она служила доказательством тесной зависимости миграционных перелетов птиц от погодных ус­ловий.

Гипотезы энергетических причин волнообразности ставят на первое место по значению циклическое изменение физиоло­гического состояния птиц. Согласно им, птицы начинают пере­лет лишь после накопления определенного запаса жира незави­симо от погодных условий. Погода лишь влияет на тактику перелетов. После нескольких дней полета жирность птиц зна­чительно уменьшается. В результате чего они останавливаются на несколько дней для ее восстановления. В подтверждение этой гипотезы в последнее время были получены надежные экспери­ментальные данные.

Механизм образования волн миграций под влиянием физио­логического состояния птиц достаточно сложен, поэтому его нет смысла рассматривать. Специальные исследования показали, что у каждой птицы изменения физиологического состояния происходят по внутренним часам, ход которых запрограммиро­ван на годы. Тем самым у них как бы запрограммировано определенное число бросков, совершаемых в определенные сроки и над определенной территорией. Этим вероятно и объясняется то обстоятельство, что волны миграции многих птиц проходят в той или иной местности ежегодно почти в одни и те же сроки с разницей в 1-2 дня. Причем это справедливо лишь для одно­го вида птиц, так как у разных видов сроки прохождения волн миграций могут не совпадать. Более того, многие птицы мигри­руют в определенной последовательности, которая никогда не нарушается. Например, весной первыми появляются грачи, за­тем скворцы, жаворонки и другие птицы. Последними прилетают кукушки, ласточки, соловьи и стрижи.

Весной пролет целого ряда птиц часто совпадает по времени с различными фенологическими явлениями. Например, первые из сухопутных птиц прилетают после появления на полях проталин. Следующее массовое появление птиц отмечается во время интенсивного разрушения снегового покрова, появления насекомых и цветения растений. Прилет первых водоплавающих птиц обычно совпадает с устойчивым переходом среднесуточных; температур воздуха через 0° к положительным, что обусловливает появление воды на полях. Массовый прилет других водо­плавающих приурочен ко времени перехода среднесуточной тем­пературы воздуха через +5° (вскрываются водоемы, появляют­ся разливы, начинается вегетация подводной и прибрежной ра­стительности). Самые позднеперелетные виды водоплавающих птиц появляются при переходе среднесуточной температуры воздуха через +7°, что приводит к полному освобождению водо­емов от льда. Обычно в каждой местности установлены средние многолетние даты основных фенологических явлений и связанных с ними массовых миграций отдельных групп птиц. Соответствующие сведения регулярно публикуются в специальных ре­гиональных справочниках «Календарь природы».

В последние десятилетия большое воздействие на миграции отдельных птиц стали оказывать антропогенные факторы: нача­ло полевых работ, уборка урожая и т.д. В некоторых районах причиной массового отлета водоплавающих птиц к югу служит открытие осенней охоты.

ГЛАВА 3

Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.