МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА
И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
ГЛАВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ, НАУКИ И КАДРОВ
УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ
«БЕЛОРУССКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ»
Лекция для студентов специальности 1-740203 -
защита растений и карантин
Морфология насекомых
Е.В. Стрелкова, В.П. Дуктов
Горки 2006
СОДЕРЖАНИЕ
1. Введение в курс общей энтомологии
1.1 Положение насекомых в системе животного царства. Значение насекомых в природе и жизни человека
1.2 Предмет и проблемы современной энтомологии. Направления исследования насекомых в связи с запросами сельскохозяйственного производства
2. Морфология насекомых
2.1 Голова и ее придатки
2.2 Грудь и ее придатки
2.3 Брюшко и его придатки
Литература
Стрелкова Е.В., Дуктов В.П.
С 84 Морфология насекомых: Лекция. - Белорусская государственная сельскохозяйственная академия, 2006. 24 с.
Приведены систематическое положение представителей класса Insecta в природе, их значение и современная проблематика энтомологии. Рассматриваются внешнее строение насекомых, отличия класса Insecta от других групп животных, вредящих сельскохозяйственным культурам, подразделение тела насекомых на основные три отдела: голова, грудь, брюшко с подробным их описанием. Приводятся направления исследований в области энтомологии.
Для студентов специальности 1-740203 - защита растений и карантин.
Рис. 16. Библиогр. 4.
Рецензенты: О.А. ПОДДУБНЫЙ, М.В. ПОТАПЕНКО, кандидаты с.-х. наук, доценты.
УДК 632.937(075.8)
ББК 44 я7
© Е.В. Стрелкова, В.П. Дуктов, 2006
© Учреждение образования «Белорусская государственная сельскохозяйственная академия», 2006
1. Введение в курс общей энтомологии
1.1 Положение насекомых в системе животного царства. Значение насекомых в природе и жизни человека
Энтомология - наука о насекомых (от греческих слов entomon - насекомое, logos - наука). Насекомые составляют собой класс Insecta, типа членистоногие (Artropoda) животные. Насекомым присущи такие признаки, как присутствие одной пары усиков, ведение наземного образа жизни и как приспособление к нему трахейная дыхательная система. По этим признакам насекомых выделяют в отдельный подтип трахейнодышащих (Tracheata). Нередко насекомых также относят к подтипу челюстных, или мандибулярных (Mandibulata), для которых характерно не только наличие усиков, но и превращение трех следующих за усиками пар ротовых конечностей в ротовые органы, из которых особенно сильно развиты верхние челюсти, или мандибулы.
Класс насекомых необычайно многообразен и по числу входящих в него видов превышает общее количество видов остальных животных и растений. В настоящее время установлено около 1 млн. видов насекомых, но в действительности их численность может достигать до 1,5 млн. Каждый вид обладает неповторимым сочетанием свойств и признаков, т.е. имеет только ему присущую специфику. И насекомые достигли бесконечного разнообразия морфологических и биологических черт, приспособительных особенностей, связей с другими организмами. Органическая природа воплотила в мир насекомых самое большое число форм жизни и самое большое число форм участия в круговороте веществ.
Насекомых можно найти всюду: на растениях и в почве, в воздушной среде и водоемах, высоко в горах, в зоне вечных снегов и в знойных пустынях.
Не менее многообразна и роль насекомых в природе, в экономике общества, в жизни людей. По ископаемым остаткам удалось установить, что наиболее прогрессивные группы насекомых развивались параллельно с высшими цветковыми растениями, которые для многих из них служили источником пищи, влаги, иногда убежищем. В свою очередь, насекомые опыляют до 80% растений. Нередко из-за недостатка опылителей заметно снижается урожай плодов и семян таких ценных культур, как яблоня, груша, гречиха, подсолнечник, клевер, люцерна. От насекомых человек получает мед, воск, маточное молочко, прополис (медоносные пчелы), шелк и чесучу (тутовый, дубовый шелкопряды), шеллак (лаковый червец), красящее вещество - кармин (кошенилевый червец).
Большая группа насекомых участвует в почвообразовании. Вместе с клещами и кольчатыми червями они разрушают опад и растительную подстилку, разрыхляют почву своими ходами, способствуют лучшей ее вентиляции и обогащению перегноем. Уничтожение трупов и экскрементов животных, осуществляемое представителями другого фаунистического комплекса видов насекомых, имеет большое санитарное значение. Так, из-за отсутствия насекомых, разлагающих навоз, начали погибать пастбища в Австралии, и лишь завоз и акклиматизация жуков навозников позволили поправить положение.
Важное значение в истреблении вредных насекомых имеют многочисленные виды хищников и паразитов, называемых энтомофагами. Многие из них используются в биологической защите растений.
Наряду с положительными весьма значительны и отрицательные для человека последствия деятельности насекомых. Многие виды насекомых, питающиеся растениями, могут достигать высокой численности и наносить серьезный вред сельскохозяйственным культурам, лесным насаждениям.
Имеется немало видов, питание которых связано с человеком и позвоночными животными. Многие кровососы не только беспокоят людей своими укусами, но и переносят возбудителей опасных болезней. Так, вши передают сыпной и возвратный тиф, блохи - чуму, малярийный комар - малярию, муха цеце - сонную болезнь и т.д. Сельскохозяйственные животные страдают от оводов и слепней.
В связи с таким многообразным значением насекомых энтомология, в XVIII в. выделившаяся из зоологии на правах отдельной отрасли знаний, в настоящее время оказалась разделенной на ряд самостоятельных научных дисциплин - общую, сельскохозяйственную, лесную, медицинскую, ветеринарную энтомологию, пчеловодство и шелководство.
1.2 Предмет и проблемы современной энтомологии. Направления исследования насекомых в связи с запросами сельскохозяйственного производства
Общая энтомология - теоретическая дисциплина, она служит научным фундаментом для перечисленных выше прикладных дисциплин. Общая энтомология изучает основные особенности внешнего и внутреннего строения насекомых, их образ жизни, развитие и размножение, разнообразие форм и взаимоотношения со средой обитания.
В свою очередь, общая энтомология подразделяется на морфологию, систематику и классификацию насекомых.
Сельскохозяйственная энтомология - агрономическая дисциплина, изучающая насекомых, вредящих сельскохозяйственным культурам, реакцию растений на повреждения и меры борьбы с вредителями.
Основная производственная задача сельскохозяйственной энтомологии - снижение потерь урожая от вредных насекомых, пока еще довольно значительных. Во всем мире ежегодно при выращивании сельскохозяйственных культур теряется от вредителей, болезней и сорняков до 35% урожая, в том числе только от вредителей около 14%. К этому следует добавить еще потери около 20% урожая при хранении. Таким образом, потенциальные потери урожая от вредных организмов в мире составляют около 48%.
В Республике Беларусь сельское хозяйство страдает не только от постоянных массовых вредителей, таких, как щелкуны, подгрызающие совки, злаковые мухи, различные блошки, яблонная плодожорка, но и от новых вредителей, ранее не проявлявших себя или отсутствовавших на территории бывшего СССР. Таковыми являются серая зерновая совка, появившаяся в массе с 1957 г. в районах освоения целинных и залежных земель, корневая свекловичная тля, интенсивно начавшая вредить с 1959 г., колорадский картофельный жук, американская белая бабочка, расширившие свой ареал в восточном направлении, восточная плодожорка, которая до 1964 г. считалась отсутствующим в СССР карантинным объектом, картофельная моль и некоторые др.
Для защиты урожая применяются системы (комплексы) мероприятий, относящихся к различным методам борьбы. Подсчитано, что в Советском Союзе за счет проведения мер борьбы с вредителями, болезнями и сорняками ежегодно предотвращаются потери урожая на сумму около 8 млрд. рублей при затратах 2 млрд. рублей. Каждый вложенный в защиту растений рубль окупается четырьмя. Если же обеспечить более полное подавление развития вредных организмов, используя эффективные средства защиты растений, то стоимость сохраненного урожая в ближайшее время может возрасти до 12 млрд. рублей при тех же затратах.
Основными направлениями ускорения научно-технического прогресса в сельском хозяйстве являются совершенствование интегрированной защиты растений от вредителей и болезней, значительное расширение изучения и внедрения в практику биологических методов, развитие исследований по разработке и ускорению производства высокоэффективных и экологически безопасных средств защиты растений, отвечающих требованиям интенсивных технологий.
Таким образом, энтомология как комплексная наука имеет свою большую, содержательную и богатую событиями и различными научными открытиями историю и вносит свой существенный вклад в практику. Поэтому она все более и более привлекает к себе умы людей, и интерес к изучению гигантского и разнообразного мира насекомых возрастает во всем мире.
В настоящее время энтомология во всем мире составляет важный раздел научной и практической деятельности многих учреждений. Число энтомологов в мире исчисляется многими тысячами; чем выше развитие страны, тем больше в ней работает энтомологов, тем больший вносят они вклад в изучение насекомых, в повышение продуктивности сельского и лесного хозяйства, в обеспечение здоровья человека. Достаточно сказать, что только в области систематики насекомых работает свыше 3,5 тыс. энтомологов мира.
Как бурно развивающаяся ветвь современной биологии, энтомология во всех ее теоретических и прикладных разветвлениях накопила большой запас знаний, изложенных в громадной литературе, насчитывающей до 600 тыс. различных работ. Ежегодно издается до 8 тыс. энтомологических статей, книг и других изданий. В целом современная энтомология как комплексная наука, охватывающая все теоретические и прикладные стороны изучения использования полезных или подавления вредных видов насекомых, в сущности, представляет собой энциклопедию биологических знаний. И через глубокое изучение энтомологии создается возможность не только овладения всеми важнейшими разделами современной биологии, но и изыскания путей разумного использования природы на нужды человечества.
Последнее обстоятельство в наш век все возрастающего воздействия на природу приобретает огромное значение. И общая прогрессивная задача современной науки в целом и энтомологии как энциклопедической отрасли знаний в частности состоит в том, чтобы при всех наших воздействиях на природу избегать дурных последствий - загрязнения среды и гибели полезных организмов. Тогда энтомология сможет внести и свой еще более существенный вклад в служение человеческому обществу и в подъем благосостояния человека - конечную цель всех наших научных, практических и общественных усилий.
2. Морфология насекомых
2.1 Голова и ее придатки
Строение головы. Голова (сарut) представляет собой сильно уплотненную черепную коробку, образованную из слившихся пяти, а по мнению некоторых морфологов, даже шести-восьми сегментов. Она несет пару сложных глаз, часто до трех простых глаз, или глазков, и подвижные придатки - усики и ротовые органы.
Рис. 1. Голова насекомого: 1 - верхняя губа; 2 - верхняя челюсть; 3 - наличник; 4 - лобно-наличниковый шов; 5 - щеки; 6 - лоб; 7 - усиковая ямка; 8 - глазок; 9 - теменной шов; 10 - сложный глаз; 11 - темя; 12 - затылочный шов; 13 - затылок; 14 - заднезатылочный шов; 15 - заднезатылок; 16 - шейная мембрана; 17 - нижняя губа; 18 - нижнегубной щупик; 19 - нижняя челюсть; 20 - нижнечелюстной щупик.
Поверхность головы подразделена на отдельные участки, иногда обособленные между собой швами (рис. 1). Различают лоб (frons) между глазами, который кверху переходит в темя (vertex) и далее назад - в затылок (occput); книзу ото лба расположен наличник (clypeus), граничащий внизу с верхней губой (labrum); сбоку под глазами находятся щеки (genae), к ним снизу примыкают верхние челюсти (mandibulae).
Форма головы насекомых разнообразна: округлая (мухи), сжатая с боков (саранча, кузнечик), вытянутая в виде головотрубки (долгоносики). Различны и типы постановки головы: прогнатический, гипогнатический и опистогнатический. При прогнатическом типе головы, характерном для хищных насекомых (жужелицы, стафилины), ротовые части направлены вперед; при прогнатическом типе головы, характерном для хищных насекомых (жужелицы, стафилины), ротовые части направлены вперед; при гипогнатическом, характерном для растительноядных (саранчовые, многие виды клопов, жуков) - под прямым углом вниз; при опистогнатическом (цикадковые, медяницы, трипсы) - ротовые части направлены под острым углом вниз и назад, приближаясь к передним ногам (рис 2).
Рис. 2. Типы постановки головы:
1 - гипогнатический; 2 - прогнатический; 3 - опистогнатический