Размножение насекомых

На Земле обитает огромное количество насекомых, которых можно встретить как в лесах и полях, так и в домах людей. Размножение насекомых – это процесс, в результате которого новые особи образуются из уже существующих. У насекомых разнообразные методы размножения, включая половое и бесполое размножение. Давайте рассмотрим, каким образом насекомые размножаются.

Особенности размножения

То, что характерно для насекомых, это половой диморфизм, то есть легкое отличие самцов и самок по внешнему виду. Они различаются размерами (причем самки многих видов значительно крупнее самцов), окраской и длиной усиков. У некоторых видов бабочек самки не имеют крыльев. Общение между особями разных полов происходит разными способами, включая особенности поведения, звуковые и цветовые сигналы, а также выделение феромонов.

Кое-какие виды насекомых не требуют физического контакта самцов и самок для оплодотворения, они обитают на гнилой древесине или в почве. В таких случаях самцы оставляют капли спермы на грунте, а самки захватывают их специальными половыми придатками, находящимися рядом с половыми отверстиями. Этот способ размножения присущ представителям класса насекомых с неполным превращением, таким как богомолы, тараканы, клопы. Другие виды насекомых размножаются путем спаривания особей разных полов, это явление называется копуляцией. Большинство насекомых размножается с участием особей обоих полов, однако в природе встречаются и исключения.

Интересный факт! Обычно в муравьиной колонии есть одна или несколько маток, способных к откладыванию яиц, а остальные особи лишены такой функции. Однако у некоторых видов, как правило, примитивных, продолжение рода доступно и рабочим самкам, которых называют гамэргатами.

Неполное превращение

Многие насекомые, такие как саранчи, кузнечики, стрекозы и клопы, во время своего развития проходят неполное превращение. Внешне их личинки очень похожи на взрослых особей и их называют “нимфами”. Нимфы активно питаются, растут и несколько раз меняют свою внешнюю оболочку, пока не достигают зрелости. Такой тип развития считается неполным превращением.

Интересный факт! Клоп развивается по неполному циклу превращения. Сначала есть яйцо размером 1 мм, затем появляется первая стадия личинки размером 1,5 мм, которая питается кровью и также меняет свою внешнюю оболочку. Этот процесс повторяется, пока личинка не достигнет пятой стадии размером 4,5 мм. После этого личинка превращается во взрослую особь размером от 5 до 6 мм.

Полное превращение

У других насекомых, таких как бабочки, жуки, мухи и пчелы, развитие происходит по полному превращению. Личинки этих насекомых отличаются от взрослых особей как внешним видом, так и способом питания. Личинки растут, меняя свою внешнюю оболочку несколько раз, а затем строят коконы и превращаются в куколок. В коконе куколка не питается и ее органы перестраиваются, развиваются крылья, а затем из кокона вылетает красивое взрослое насекомое – имаго. Такой тип развития называется полным превращением насекомых.

Органы размножения

Органы размножения у насекомых обладают своими особенностями. У самок насекомых в репродуктивной системе присутствуют пара яичников, придаточные железы, сперматозоиды и протоки, соединяющие все эти части. Яичники вырабатывают яйца, придаточные железы помогают упаковывать и откладывать яйца, а сперматозоиды сохраняются в организме самки на протяжении различных периодов времени. Протоки и сперматозоиды обладают кутикулой.

У самцов насекомых основным компонентом репродуктивной системы является яичко, поддерживаемое трахеями и жировым телом. У более примитивных насекомых яичница представлена одиночным семенником, а у некоторых насекомых чешуекрылых два созревающих семенника объединяются на более поздних стадиях развития. Внутри семенников находятся сперматозоиды или фолликулы, заключенные в перепончатый мешок. Фолликулы соединяются с протоками, а два трубчатых протока объединяются со срединным протоком, который ведет наружу. Часть протоков может увеличиваться, образуя семенной пузырь, где хранятся сперматозоиды до момента передачи их самке.

Размножение насекомых играет важную роль в их жизненном цикле, позволяя им адаптироваться и размножаться в различных условиях окружающей среды.

Особенности размножения насекомых

Размножение насекомых обладает рядом характерных особенностей, понимание которых важно не только для изучения биологии этих существ, но и для объяснения причин быстрого увеличения и эволюционного прогресса насекомых. Кроме того, знание этих особенностей имеет значение в разработке и реализации мер по борьбе с вредными насекомыми, а также при исследовании различных аспектов биологического метода контроля.

Гаметогенез

На планете существует несколько способов размножения насекомых. Одним из них является гаметогенез. Большинство насекомых имеют отдельные полы, и для появления новых особей требуется оплодотворение яйц, которые откладывает самка. Обычно после оплодотворения яйцо развивается, и новый организм начинает свое существование. Этот тип размножения, сочетающийся со спариванием и оплодотворением, называется гетерогаметическим гаметогенезом.

Гаметогенез

Партеногенез

Еще одним типом размножения является партеногенез. В редких случаях яйцо самки может развиваться без оплодотворения. Такое явление называется партеногенезом и встречается у тлей, саранчовых, кузнечиков, перепончатокрылых, равнокрылых и некоторых жуков.

Неоплодотворенные яйца могут давать развитие только самцам (арренотокия), только самкам (телитокия) или обоим полам (амфитокия). Возможность развития разных полов определяется наличием гаплоидного или диплоидного числа хромосом. Арренотокический партеногенез характеризуется наличием гаплоидного числа хромосом (муравьи, трипсы, трихограмма), а при партеногенезе самок развиваются как самцы, так и самки.

Партеногенез

В других случаях яйцо формируется с редукционным делением, и неоплодотворенное ядро становится диплоидным или полиплоидным, что приводит к развитию как самок, так и самцов. Это наблюдается у некоторых саранчовых и палочников. Партеногенез может быть факультативным (возникает только при определенных физиологических условиях самки), постоянным (отсутствие или редкость самцов) или циклическим (чередование обоеполого и девственного размножения).

Партеногенез играет важную роль в жизни насекомых. Благодаря ему повышается потенциал размножения, что увеличивает шансы на выживание вида и позволяет преодолеть неблагоприятные условия среды. В некоторых случаях можно достичь развития яиц без оплодотворения, как, например, у тутового шелкопряда. Это называется “искусственным” партеногенезом. Также важным является полиэмбриония, при которой из одного яйца образуется большое количество особей. Полиэмбриония позволяет паразитическим насекомым быстро и эффективно размножаться, повышая их численность. Кроме того, существует живорождение, когда развитие зародышей происходит внутри самки, и она рождает уже сформированных личинок или куколок.

Полиэмбриония

Полиэмбриония – это способность некоторых паразитических насекомых делить яйцо на отдельные клетки, которые затем объединяются, формируя зародыши и создавая 2–4–8-16, 32–64-128, 256 или даже до 2000 тысяч особей из одного яйца.

Интересный факт! Полиэмбриония была открыта французским биологом П. Маршалем в 1898 году.

В случае полиэмбрионии в теле насекомого откладывается одно яйцо, которое затем разделяется на множество яиц, составляющих продолжительную цепочку. В процессе роста эти яйца получают питательные вещества из организма-хозяина. Полиэмбриония представляет собой выгодную адаптацию для паразитических насекомых, позволяющую им получить наибольшее количество особей за короткое время и с минимальными затратами. Такое размножение способствует быстрому увеличению численности насекомых, а выживающие особи обладают признаками, полезными в данной среде.

Живорождение

Живорождение – это процесс развития зародыша насекомого внутри тела самки. В результате этого процесса, самка рождает уже развитых личинок, таких как тли, некоторые червцы, щитовки и тахины. Некоторые виды мух, такие как це-це и кровососы-куклородные, также претерпевают живорождение и рождают уже сформированные куколки. Самым распространенным видом живорождения является обычное живорождение. В этом случае, личинки вылупляются либо в яйцевых трубках, либо в течение прохождения по яйцеводам. То есть, орган для развития зародыша отсутствует. Такой вид размножения наблюдается у некоторых видов таракановых, трипсов, мух и жуков. Специализированной формой живорождения является ложноплацентарное живорождение. Оно характеризуется образованием структуры, напоминающей плаценту, в расширении яйцевода, через которую осуществляется питание яиц. Хорион, в основном, отсутствует.

Тля

Педогенез

Педогенез – это еще один вид размножения у насекомых, который также называют «детским». Это явление впервые было отмечено в 1863 году в личинках галлиц, а позже было обнаружено у жуков и клопов. В яичниках личинок происходит партеногенетическое развитие яиц, из которых затем образуются личинки, питающиеся остатками тела материнской личинки при выходе из своего гнезда. Личинки нового поколения также размножаются партеногенетически. Этот процесс повторяется несколько раз, что приводит к появлению организмов обоего пола взрослых особей, обеспечивая смену поколений. Однако, в большинстве случаев зародыш развивается только частично в теле насекомого, а насекомые откладывают свои яйца во внешней среде.