§ 23. Размножение и типы развития насекомых

Определения и обозначения

Размножение насекомых — образование потомства, благодаря которому продолжается существование вида. Обычно в нём участвуют самец и самка: они образуют половые клетки, которые соединяются при оплодотворении. После этого самка откладывает яйца, из которых развивается молодое насекомое. Половое размножение объединяет наследственные признаки родителей, поэтому потомство не является точной копией одного из них.

Внутреннее оплодотворение — слияние половых клеток внутри организма самки. При наружном оплодотворении их соединение происходит вне тела самки, обычно в окружающей среде. Внутреннее оплодотворение означает, что яйцеклетка оплодотворяется до откладывания яйца. Это помогает различать способы размножения животных, даже если их яйца развиваются вне организма матери.

Развитие с неполным превращением — развитие, при котором из яйца выходит личинка, похожая на взрослое насекомое, а стадии куколки нет. Личинка, или нимфа, растёт, линяет и постепенно приобретает признаки взрослой особи. Слово «неполное» не означает, что развитие не завершилось: насекомое проходит все необходимые изменения, но без куколки. Это понятие помогает отличать такой жизненный цикл от полного превращения.

Развитие с полным превращением — развитие, включающее стадии яйца, личинки, куколки и взрослого насекомого. Личинка обычно сильно отличается от взрослой особи, а в куколке организм перестраивается. Название указывает на смену нескольких отчётливых стадий, а не на то, что один тип развития правильнее или лучше другого. По наличию куколки можно распознать этот тип развития.

Как это устроено

У большинства насекомых самцы и самки — разные особи, то есть они раздельнополы. Самец и самка образуют половые клетки, а после их соединения начинается развитие потомства. Оплодотворение обычно происходит внутри организма самки, поэтому яйца уже оплодотворены к моменту откладывания. Затем самка оставляет их в подходящем месте, где будущему потомству будут доступны условия для развития.

В яйце развивается молодое насекомое, но его вид при выходе зависит от жизненного цикла. У одних видов оно напоминает уменьшенную взрослую особь, у других появляется совершенно непохожая на неё личинка. Различия возникают потому, что у насекомых есть разные последовательности стадий развития. Поэтому по одной только внешности молодого насекомого нельзя судить обо всех видах: нужно учитывать, есть ли в цикле куколка.

При неполном превращении личинка постепенно увеличивается в размерах и несколько раз линяет. Линька — сбрасывание старого наружного покрова, который не может бесконечно растягиваться вместе с телом. После каждой линьки молодая особь становится ближе к взрослой; со временем у неё формируются признаки взрослого насекомого, например развитые крылья. Резкой перестройки образа жизни обычно не происходит, потому что личинка и взрослая особь часто обитают и питаются сходным образом.

При полном превращении личинка отличается от взрослого насекомого строением и нередко питанием или местом обитания. Достигнув следующей стадии, она становится куколкой — обычно малоподвижной формой, внутри которой перестраивается организм. Из куколки выходит взрослое насекомое, устроенное иначе, чем личинка. Такая смена стадий позволяет одной и той же особи последовательно выполнять разные роли в окружающей среде.

Личинка и взрослая особь при полном превращении часто используют разные пищу и местообитания. Например, они могут жить в разных условиях или добывать пищу разными способами. Поэтому им не приходится постоянно конкурировать друг с другом за один и тот же ограниченный ресурс. Это преимущество возникает не из-за самой куколки, а благодаря заметным различиям между стадиями и их образом жизни.

Сравнение типов развития насекомых

Сначала сравните последовательности стадий, затем проверьте, есть ли куколка: это самый надёжный признак полного превращения. Сходство личинки со взрослой особью и различия в образе жизни помогают подтвердить вывод. Примеры в таблице показывают типичные случаи, но при определении неизвестного насекомого опирайтесь прежде всего на его стадии развития.

Разбор задач

Задача 1

У кузнечика из яйца выходит молодая особь, похожая на взрослую, но без развитых крыльев. Определите тип развития. В условии не сказано о куколке, поэтому сравним признаки молодой особи с двумя вариантами развития. Нужно выяснить, указывает ли сходство с взрослым кузнечиком на неполное или полное превращение.

1. При неполном превращении из яйца выходит похожая на взрослую личинка; она может быть меньше и иметь недоразвитые крылья.
2. При полном превращении личинка обычно заметно отличается от взрослого насекомого и затем становится куколкой.
3. Молодой кузнечик похож на взрослого, а описанная особенность крыльев объясняется тем, что он ещё растёт. Признаков стадии куколки в условии нет.

Ответ: у кузнечика развитие с неполным превращением. Отсутствие развитых крыльев не делает молодую особь отдельным взрослым насекомым: ей ещё предстоит расти и линять.

Задача 2

Расположите стадии развития бабочки в правильном порядке: куколка, взрослая особь, яйцо, личинка. У бабочки полное превращение, поэтому в её жизненном цикле есть четыре стадии. Нужно восстановить их последовательность от начала развития до взрослого насекомого.

1. Развитие начинается в яйце, которое откладывает самка.
2. Из яйца выходит личинка; у бабочки это гусеница, которая питается и растёт.
3. После личиночной стадии наступает стадия куколки, внутри которой происходит перестройка организма.
4. Из куколки выходит взрослая бабочка.

Ответ: яйцо → личинка → куколка → взрослая особь. Проверка проста: куколка должна стоять после личинки и перед взрослым насекомым.

Задача 3

У двух насекомых личинки различаются: у первого личинка похожа на взрослую особь, у второго — резко отличается и затем образует куколку. Сравните типы развития и объясните, как различия личинок могут уменьшать конкуренцию со взрослыми особями. Разберём отдельно признаки каждого насекомого и затем свяжем стадии с доступом к ресурсам.

1. У первого насекомого личинка похожа на взрослую особь. Это признак неполного превращения; куколки при нём нет.
2. У второго личинка резко отличается, а после неё появляется куколка. Значит, у второго насекомого полное превращение.
3. При полном превращении личинка и взрослое насекомое могут жить в разных местах или питаться разной пищей. Тогда они реже используют одни и те же ресурсы.
4. Разделение ресурсов снижает конкуренцию между личинками и взрослыми особями, хотя не означает, что они совсем не взаимодействуют.

Ответ: у первого насекомого неполное, у второго — полное превращение. Различия в питании и местообитании личинок и взрослых особей второго насекомого могут уменьшать конкуренцию между ними.

Типичные ошибки

Считать личинку и нимфу отдельными типами развития — ошибка: это названия молодой стадии насекомого, а не варианты жизненного цикла. Путаница возникает потому, что слова «личинка» и «нимфа» иногда используют для разных по внешнему виду молодых особей. Проверяйте себя по всей последовательности: решающий признак — наличие или отсутствие куколки. Нимфа обычно относится к развитию с неполным превращением.

Называть развитие с неполным превращением прямым неправильно: после яйца появляется личиночная стадия, и молодая особь линяет. Такую ошибку допускают, замечая сходство личинки со взрослым насекомым и принимая его за отсутствие превращений. Но внешнее сходство не означает, что развитие прямое. Проверьте, есть ли стадия личинки и меняется ли особь после линек.

Путать куколку с личинкой — значит смешивать разные стадии полного превращения. Личинка обычно питается и растёт, а куколка представляет собой отдельную, чаще малоподвижную стадию, во время которой перестраивается организм. Путаница возникает потому, что обе стадии находятся между яйцом и взрослой особью. Чтобы проверить себя, проследите порядок: личинка предшествует куколке, а не наоборот.

Полагать, что взрослая особь просто вырастает из личинки при полном превращении, неверно. В этом случае личинка обычно сильно отличается от взрослого насекомого, а между ними находится куколка, где происходят существенные изменения. Ошибка возникает, если учитывать только общий факт роста и не замечать перестройки организма. Проверьте последовательность стадий: яйцо, личинка, куколка, взрослое насекомое.

Связь с другими темами

Чтобы понять размножение насекомых, нужно знать строение насекомого, роль половых клеток и смысл оплодотворения: это объясняет, откуда начинается развитие потомства. Типы превращения связаны с разнообразием насекомых, их приспособлениями к среде и жизненными циклами животных. Стадии развития помогают также объяснять сезонные явления, например появление разных форм насекомых в течение года. Эти знания используют при изучении вредителей и способов борьбы с ними, учитывая, на какой стадии находится насекомое.

Что запомнить

• У насекомых обычно раздельнополое размножение.
• Оплодотворение у насекомых происходит внутри организма самки.
• При неполном превращении стадии куколки нет.
• При полном превращении есть стадии яйца, личинки, куколки и взрослой особи.
• Личинка при полном превращении обычно заметно отличается от взрослого насекомого.
• Различия в образе жизни личинок и взрослых особей могут уменьшать конкуренцию между ними.