Размножение и развитие насекомых Половая система самца

Размножение и развитие насекомых

Половая система самца состоит их пары гонад – семенников, пары семяпроводов, непарного семяизвергательного канала, придаточных половых желез и мужского полового придатка – эдеагуса (копулятивный орган). Придаточные половые железы служат для образования сперматофоров

Половая система самки состоит из пары яичников, пары яйцеводов, непарного яйцевода, придаточных желез, семяприемника и нередко яйцеклада. Яичники состоят из яйцевых трубок, количество которых у разных насекомых варьирует – от 1 -4 пар до 100 и более, а у термитов даже свыше 2400 пар Каждая яйцевая трубка подразделяется на вершинную часть – гермарий и основную часть – вителлярий. В гермарии происходит образование и размножение первичных половых клеток - оогоний, из них затем образуются ооциты, а также питательные клетки. Созревший и выросший ооцит превращается в яйцо и поступает в вителлярий, стенки которого изнутри выстланы фолликулярным эпителием. Вителлярий подразделен на яйцевые камеры

Половая система насекомых Созревшие яйца из яйцевых трубок поступают в парные яйцеводы, затем в непарный яйцевод и оттуда через половое отверстие выходят наружу Яйцо снаружи покрыто хорионом, на поверхности которого имеется микропиле Оплодотворение (наружно-внутреннее, внутреннее)

Роль придаточных желез Придаточные железы открывают свой проток также в непарный яйцевод и выполняют разные функции: выделяют секрет для приклеивания яйца к субстрату, для обволакивания группы яиц и образования оотеки (тараканы, богомоловые) или кубышки (саранчовые) и пр.

Эмбриональное развитие Яйца богаты желтком, дробление неравномерное; образующиеся клетки располагаются по периферии, образуя бластодерму В дальнейшем бластодерма дифференцируется на зародышевую и внезародышевую зону; клетки последней не участвуют в образовании зародыша, тогда как клетки зародышевой зоны начинают делиться более интенсивно и образуют с брюшной стороны яйца зародышевую полоску Зародышевая полоска дифференцируется на зародышевые слои – эктодерму и мезодерму, а энтодерма образуется за счет оставшихся в яйце неиспользованными ядер дробления

Эмбриональное развитие Развитие зародыша сопровождается бластокинезом, образованием зародышевых оболочек и сегментацией Бластокинез представляет собой перемещение зародыша к новым, еще не усвоенным участкам желтка в яйце. Протекает он почти одновременно с разрастанием зародыша и образованием зародышевых оболочек: спереди и сзади зародыша внезародышевая бластодерма образует над зародышем две зародышевые оболочки – наружную, или серозу, и внутреннюю, или амнион. Амнион ограничивает амниотическую полость

Эмбриональное развитие Почти одновременно с этими процессами происходит сегментация зародыша. При этом происходит последовательное образование сегментов тела, их придатков, затем внутренних органов. Вполне сформированный зародыш заполняет все яйцо, часто характеризуется потемнением глаз, иногда и концов ротовых частей и готов к вылуплению; зародыш начинает совершать интенсивные движению, набирает в трахеи воздух, заглатывает амниотическую жидкость и тем самым увеличивает объем своего тела. Наконец личинка выходит наружу – происходит вылупление. При этом вылупляющаяся личинка прогрызает оболочку яйца – хорион либо разрезает или пробуравливает ее специальным органом – пиловидным образованием на голове, шипом и пр.

Основные типы личинок Нимфы сходны с взрослой фазой как морфологически, так и биологически: они внешне похожи на взрослых, имеют фасеточные глаза и хотя бы в старших возрастах зачатки крыльев, их туловище ясно расчленено на грудь и брюшко, живут они в той же среде, что и взрослые, питаются одинаково с ними. Такие личинки характерны для насекомых с неполным превращением

Основные типы личинок Особую модификацию составляют личинки поденок, стрекоз и веснянок; они также имагообразны, имеют фасеточные глаза и в старших возрастах зачатки крыльев, но живут в воде и обладают специальными личиночными органами – жабрами и др. Таких личинок называют наядами

Основные типы личинок Личинки истинные резко отличаются от взрослых насекомых внешним видом, отсутствием сложных глаз и наружных зачатков крыльев, а также однородностью сегментов тела, без резкого расчленения на грудь и брюшко. Существует разнообразие истинных личинок. Например, камподеоидные личинки с плотными покровами и тремя парами грудных ног, хорошо обособленной головой и часто с щетинками на заднем конце тела (жужелицы, плавунцы, сетчатокрылые, некоторые ручейники)

Типы истинных личинок У жуков-щелкунов – проволочники

Типы истинных личинок Гусеницеобразные, или эруковидные (eruca – гусеница) – умеренно подвижные личинки с тремя парами грудных ног и 2 -8 парами брюшных (скорпионовые мухи, гусеницы бабочек, ложногусеницы пилильщиков)

Типы истинных личинок Червеобразные – малоподвижные, часто светлоокрашенные личинки, лишенные грудных и брюшных ног (двукрылые, перепончатокрылые, долгоносики и др. жуки) или с тремя парами грудных ног (многие жуки)

Фаза куколки характерна для насекомых с полным превращением. Ее характерная особенность – неспособность питаться и очень часто пребывание в неподвижном состоянии. Она живет за счет запасов, накопленных личинкой Нередко, перед окукливанием, личинка окружает себя коконом, который делает из шелка Куколка не реагирует на внешние раздражители. Если вскрыть оболочку куколки, то под ней не видно ни гусеницы, ни бабочки. Под оболочкой находится лишь густая беловатая жидкость с плавающими обрывками тканей и клетками-фагоцитами. Лишь нервная цепочка и спинной кровеносный сосуд остаются не разрушенными

Фаза куколки Особенно глубокие преобразования испытывают в фазе куколки высшие двукрылые, перепончатокрылые, бабочки, жуки. В процессе гистолиза (растворения тканей) разрушается кишечник, гиподерма, жировое тело и мускулатура личинки. Образовавшиеся продукты распада служат источником пластических веществ для образования новых тканей и органов. Они переносятся клетками – гемоцитами к имагинальным дискам, расположенным в различных частях куколки

Фаза куколки Имагинальные диски представляют собой скопления недифференцированных эктодермальных клеток. Они обособляются в течение жизни личинки. До перехода в фазу куколки имагинальные диски сохраняются неизменными, но с наступлением метаморфоза начинают усиленно расти, и из них формируются антенны, ноги, крылья, и половые придатки имаго Когда все органы, части тела сформируются, шкурка куколки лопается, и из образующейся щели появляется сначала спинка и головка, а затем ноги, крылья и брюшко насекомого. Под давлением нагнетаемой гемолимфы и воздуха сморщенные чехлы расправляются в упругие крылья

Типы куколок Открытые, или свободные куколки имеют свободные, лишь прижатые к телу имагинальные придатки (усики, ноги, крылья) Это куколки большинство жуков, скорпионовых мух, перепончатокрылых, блох, ручейников

Открытые, или свободные куколки

Типы куколок Покрытые куколки имеют тесно прижатые и спаянные с телом имагинальные придатки, вследствие того, что при последней линьке личинка выделяет секрет, который при затвердевании покрывает куколку твердой оболочкой

Покрытые куколки

Типы куколок Скрытые куколки покрыты затвердевшей не сброшенной личиночной шкуркой, которая играет роль оболочки, или ложного кокона. Такой ложный кокон называется пупарий (высшие двукрылые)

Основные типы постэмбрионального развития Неполное превращение, или гемиметаморфоз, характеризуется прохождением лишь трех фаз – яйца, личинки и имаго; личинки насекомых с неполным превращением внешне сходны с взрослыми формами и подобно последним имеют сложные глаза, такие же, как у взрослых ротовые органы и в более старших возрастах – хорошо выраженные и видимые снаружи зачатки крыльев. Помимо того, личинки у многих насекомых с неполным превращением ведут сходный образ жизни с взрослыми особями и могут встречаться совместно с последними

Основные типы постэмбрионального развития При полном превращении, или голометаморфозе, весь цикл развития сопровождается прохождением 4 -х фаз – яйца, личинки, куколки, имаго. Личинки внешне совсем несходны со взрослой стадией, отчего они и получили свое название; при этом личинка всегда лишена фасеточных глаз, видимых зачатков крыльев и часто имеет иной тип ротовых органов, нежели взрослые особи. Помимо того, личинки насекомых с полным превращением живут в иных условиях среды, чем взрослые. В соответствии с этим, большинство личинок этого типа имеет временный характер, выполняя функции чисто личиночной жизни

Другие типы метаморфоза Гипоморфоз представляет упрощенное неполное превращение и характерен для тех крылатых насекомых с неполным превращением, которые в процессе эволюции, утратили крылья (вши, пухоеды, бескрылые представители саранчовых, кузнечиков, сверчков, тараканов, палочников, клопов и др. ). Отличия сводятся лишь к меньшим размерам

Гиперморфоз является усложнением неполного превращения и характерен для трипсов, самцов кокцид, айлеродид. Его особенность состоит в появлении в конце фазы личинки покоящегося состояния, называемого иногда ложнокуколкой. Это, по сути, покоящаяся старшая личинка с зачатками крыльев

Гиперметаморфоз представляет собой усложнение полного превращения. Его характерная особенность – присутствие нескольких форм личинок, а иногда и куколок (жуки из семейства майковых, паразитические мухижужжалы).

Первичные формы метаморфоза Анаморфоз характерен для одного из отрядов первичнобескрылых насекомых – протур, или бессяжковых. Их личинки внешне сходны со взрослыми, но имеют меньшее число брюшных сегментов

Первичные формы метаморфоза Протоморфоз, или первичное превращение, характеризуется линькой во взрослом состоянии, некоторым сходством личинки со взрослой стадией, но отсутствием подразделения личиночного тела на грудь и брюшко (тизануры, подуры – низшие насекомые)

Эфемерный тип развития Функции расселения и размножения, свойственные фазе имаго, нередко приводят к редукции структур и органов, отвечающих за вегетативные процессы. Например, взрослые поденки вообще не питаются, не имеют челюстей, кишечника, живут в лучшем случае несколько дней. Столь же недолговечны многие взрослые ручейники, бабочки, веснянки. Однако «царицы» термитов могут прожить до 25 лет. Имаго многих видов насекомых гибнут осенью или после откладки яиц

Полиморфизм В течение жизни насекомые проходят последовательные стадии развития и меняют свой облик Самое его обычное проявление – половой диморфизм

Полиморфизм Одно из проявлений полового полиморфизма – дифференциация членов семей и колоний, свойственная общественным насекомым. У пчел имеет место 3 жизненных формы: рабочая пчела, трутень, матка. У муравья – имеются еще фуражиры, солдаты, разведчики и другие, отличающиеся друг от друга формы

Фазовый полиморфизм Характерен для прямокрылых При значительной скученности особей перелетной саранчи они приобретают черты и свойства «стадной фазы» , которая отличается от «одиночной фазы» более темной пигментацией коренастого тела, повышенным уровнем метаболизма, активностью, скоростью развития, способностью к длительным миграциям и прожорливостью. И стадная, и одиночная формы способны преобразовываться друг в друга, что, по-видимому, можно считать приспособлением саранчи к меняющимся условиям существования

Жизненные циклы Нередко в течение года формируется только одно поколение: после выхода с мест зимовки половые партнеры отыскивают друга, самки откладывают оплодотворенные яйца и осенью обычно гибнут. Развивающиеся потомки достигают к концу лета фазы имаго и с наступлением холодов уходят на зимовку, чтобы следующей весной дать начало новому поколению. Гораздо чаще в течение одного года сменяется несколько поколений. Такой жизненный цикл характерен, например, для многих с/х вредителей. Многолетние жизненные циклы, когда на развитие одного поколения требуется несколько лет, встречаются несравненно реже. Например, майский хрущ развивается в течение 3 -4 лет, а североамериканская цикада – в течение 17 и даже 25 лет

Жизненные циклы У некоторых насекомых в жизненном цикле происходит смена обоеполых поколений и партеногенетических. Например, у капустной тли зимует неоплодотворенное яйцо, отложенное самкой обоеполого поколения. Весной из него вылупляется бескрылая нимфа – основательница колонии. Она и ее потомки, размножаясь партеногенетически, дают несколько поколений бескрылых девственниц. По мере старения листвы, в колонии появляются крылатые самки расселительницы, перелетающие на молодую листву новых растений капусты или крестоцветных сорняков. Партеногенетические потомки этих самок, не меняя пищевой специализации, образуют новые колонии тлей. С наступлением осени среди них появляются самки-полоноски, отрождающие нимф обоеполого поколения. Завершив развитие, самки и самцы спариваются, и после откладки зимующих яиц жизненный цикл замыкается

Жизненные циклы В жизненных циклах галлиц имеет место партеногенез, живорождение и педогенез – размножение на личиночной стадии

Полиэмбриония – размножение на стадии яйца (наездники)