Биология

Введение

Тема урока: «Наиболее обильный видами отряд насекомых – Перепончатокрылые».

Цель урока – дать основную характеристику отряда и двух его подотрядов, а также обсудить нескольких характерных представителей.

Общая характеристика отряда перепончатокрылые

Когда речь заходит о перепончатокрылых, все сразу вспоминают ос, пчел, муравьев. Действительно, люди чаще всего сталкиваются именно с жалящими перепончатокрылыми. Но на самом деле отряд этот очень большой и к нему относятся и множество других насекомых, совсем не похожих на ос, пчел и муравьев. Перепончатокрылые включают около 150 тысяч описанных видов и неопределенное количество неописанных видов. Распространены перепончатокрылые практически повсеместно, за исключением Антарктиды. К отряду относятся рогохвосты и пилильщики, наездники и осы, муравьи, пчелы и шмели (рис. 1–6).

Рис. 1. Настоящий пилильщик

Рис. 2. Рогохвост

Рис. 3. Оса-аммофила

Рис. 4. Наездник-браконида

Рис. 5. Муравьи-листорезы

Рис. 6. Пчела андрена

Общая характеристика. Развитие перепончатокрылых, как и развитие представителей рассмотренных раннее отрядов, протекает с полным превращением (рис. 7).

Рис. 7. Полное превращение (муравей)

Ротовой аппарат перепончатокрылых может работать как грызущий или лижущий. Нижние челюсти и нижняя губа могут быть тесно сближены или вообще срастаться, образуя хоботок (рис. 8).

Рис. 8. Ротовой аппарат пчелы

При этом у одного и того же насекомого могут быть грызущие верхние челюсти и хоботок одновременно (рис. 9).

Рис. 9. Ротовой аппарат осы

Представьте себе: сразу два ротовых аппарата для разных целей, вместе.

У перепончатокрылых две пары прозрачных крыльев, на которых находятся несколько крупных жилок (рис. 10). У мелких перепончатокрылых жилок может не быть вообще.

Рис. 10. Передние крылья медоносной пчелы

Передние крылья больше задних и выполняют в полете ведущую роль. Задние крылья прицепляются к передним, и в полете они работают вместе, как единое целое крыло.

Есть среди перепончатокрылых и бескрылые формы (рис. 11).

Рис. 11. Бескрылая оса-немка

Например, рабочие муравьи (рис. 12).

Рис. 12. Рабочий муравей

Длина тела перепончатокрылых колеблется от десятых долей миллиметра до шести сантиметров (рис. 13, 14).

Рис. 13. Трихограмма

Рис. 14. Сколия гигантская

Внешний облик может быть самым разным. Опасным жалящим перепончатокрылым часто подражают другие безобидные насекомые. Например, многие бабочки, двукрылые и даже жуки (рис. 15).

Рис. 15. Бабочка-стеклянница

На голове у перепончатокрылых располагаются усики, пара сложных глаз и до трех простых глазков.

Членики груди соединены между собой очень плотно.

Переднегрудь очень мала.

Среднегрудь развита сильнее всего.

Заднегрудь – слабее (рис. 16).

Подумайте, почему так?

Рис. 16. Отделы груди перепончатокрылых

Среди других насекомых у перепончатокрылых головной мозг развит наиболее сильно. Головной мозг небольшой пчелы, может быть больше по объему, чем у громадного жука (рис. 17).

Рис. 17. Головной мозг пчелы

Интересно, что у недеятельных самцов – пчел, трутней – головной мозг гораздо меньше, чем у рабочих того же самого вида (рис. 18).

Рис. 18. Рабочая пчела и трутень

Самцы и самки перепончатокрылых часто сильно различаются по внешнему виду, окраске, размеру и поведению (рис. 19).

Рис. 19. Самец и самка осы-немки

У общественных перепончатокрылых, помимо обычных самок и самцов, часто имеются недоразвитые самки, не способные к оплодотворению – это рабочие. Рабочие перепончатокрылых – всегда самки. Самки перепончатокрылых могут откладывать как оплодотворенные, так и неоплодотворенные яйца. Причем из тех и из других выходят личинки.

Но из неоплодотворенных яиц в итоге развиваются лишь самцы. Личинки перепончатокрылых могут быть очень разными по внешнему виду. Часть из них живет свободно – открыто, на листьях, и внешне напоминают гусениц бабочек (рис. 20).

Рис. 20. Личинка пилильщика

Другие живут внутри живых или мертвых тканей растений (рис. 21).

Рис. 21. Личинки рогохвоста

Личинки многих видов перепончатокрылых обитают внутри других животных (рис. 22).

Рис. 22. Коконы наездников

Личинки общественных перепончатокрылых обитают внутри гнезд. Перед окукливанием все личинки перепончатокрылых строят кокон, состоящий из шелковых нитей (рис. 23).

Рис. 23. Куколка муравья в коконе

Среди перепончатокрылых есть растительноядные виды, паразиты растений и хищники (рис. 24).

Рис. 24. Шершень

Поведение перепончатокрылых бывает очень сложным. Внешне оно может иногда напоминать даже сознательную деятельность. Многие виды перепончатокрылых одомашнены и используются для получения меда и опыления сельскохозяйственных культур (рис. 25).

Рис. 25. Пасека

Хищные виды перепончатокрылых могут эффективно регулировать численность растительноядных насекомых, в том числе и вредителей. Некоторые такие хищники активно используются человеком для биологической борьбы с вредителями сельскохозяйственных растений (рис. 26).

Рис. 26. Наездник

Перепончатокрылые – это важнейшие опылители, без них была бы невозможна жизнь многих покрытосеменных растений. Муравьи являются эффективными хищниками и падальщиками. Они выполняют важную санитарную роль. Также муравьи могут распространять семена многих растений.

Человек использует медоносных пчел для получения меда, воска и прополиса.

Некоторые перепончатокрылые могут быть, наоборот, опасны для человека. Взять хотя бы тех же ос, завезенных в Австралию, или пчел-убийц, завезенных в Северную Америку (рис. 27).

Рис. 27. Пчелы-убийцы

Отряд Перепончатокрылые включает два подотряда – Сидячебрюхие и Стебельчатобрюхие. 

Подотряд cидячебрюхие

Это самые примитивные перепончатокрылые. Подотряд называется так потому, что брюшко не образует стебелька, оно крепится к груди своим широким основанием. У этих насекомых еще нет осиной талии. Яйцеклад имеет нормальное строение. Жалить сидячебрюхиеперепончатокрылые не умеют.

Рис. 28. Пилильщик сосновый

Рис. 29. Рогохвост

К сидячебрюхимотносятся пилильщики и рогохвосты (рис. 28, 29). Взрослые пилильщики по внешнему виду немного напоминают пчел или ос. Сходство это часто вызвано мимикрией – подражанием ядовитым опасным жалящим перепончатокрылым. Сами по себе пилильщики совершенно безобидны.

Взрослые насекомые могут быть как растительноядными, так и хищными. Личинки, как правило, растительноядные. Внешне такие личинки часто напоминают гусениц, за что и называются ложногусеницами (рис. 30).

Рис. 30. Личинка пилильщика (Источник)

Взрослые рогохвосты – это крупные, яркие и красивые насекомые. Самки вооружены грозно и внушительно выглядящим яйцекладом.

Однако жалить эти насекомые не способны, они совершенно безобидны. Яйцеклад самкам нужен для того, чтобы откладывать яйца в мертвую древесину, в которой и развиваются личинки. Личинки эти питаются не самой древесиной, а грибком, который на древесине растет.

Интересно, что грибок этот заносит самка при откладке яиц.

Подотряд Стебельчатобрюхие

У этих насекомых первый членик брюшка плотно прирастает к последнему членику груди. Основание брюшка образует тонкий стебелек (рис. 31).

Рис. 31. Стебельчатобрюхие

Зачем этим насекомым нужен стебелек? Стебелек обеспечивает высокую подвижность брюшка. Дело в том, что яйцеклад у стебельчатобрюхихперепончатокрылых снабжен ядовитыми железами и может работать как жало.

Подотряд Стебельчатобрюхиевключает две крупные группы: паразитические перепончатокрылые и жалящие перепончатокрылые. К паразитическим перепончатокрылым относятся наездники (рис. 32). Их яйцеклад все еще выполняет свою основную функцию, т. е. именно через него яйца откладываются в тело жертвы. Однако яйцеклад многие наездники используют и как жало, например для защиты или для временной парализации хозяина для откладки яиц.

Рис. 32. Наездник

Свое название наездники получили за характерную позу, в которой некоторые из них откладывают яйца в жертву. Такие насекомые как бы ездят, например на гусеницах.

Среди жертв наездников встречаются представители почти всех отрядов насекомых и даже некоторые пауки. Среди ученых существует такое мнение, что для каждого вида насекомого найдется как минимум один вид наездника, который паразитирует только на нем. В связи с этим и существуют некоторые прогнозы огромного количества видов перепончатокрылых. Мелкие наездники могут откладывать в крупную жертву до нескольких десятков яиц. Причем любопытно, что из каждого такого яйца может развиться иногда до нескольких личинок.

Интересно, что паразитические перепончатокрылые, строго говоря, паразитами не являются. Почему так? Жертва, например, наездника в итоге всегда погибает. Перед своим выходом личинки поедают ее жизненно важные органы. Настоящие паразиты никогда не заинтересованы в смерти своего хозяина. Вместе с хозяином погибает и настоящий паразит. Личинки паразитических перепончатокрылых в начале своей жизни существуют как паразиты, а потом как хищники. Для насекомых и других животных с подобным образом жизни придуман специальный термин «паразитоиды».

Жалящие перепончатокрылые

Как мы уже говорили, жалить способны все стебельчатобрюхиеперепончатокрылые. Почему жалящими называют именно этих? Дело в том, что у жалящих перепончатокрылых (рис. 33–35) яйцеклад утратил свою основную функцию, через него невозможно откладывать яйца.

Рис. 33. Сколия

Рис. 34. Оса-аммофила

Рис. 35. Японский шершень

Рис. 36. Жало пчелы

Такой яйцеклад окончательно превращается в жало (рис. 36). Он очень короткий и острый.

Среди жалящих перепончатокрылых есть одиночные и общественные, или социальные насекомые. Наиболее известные среди жалящих перепончатокрылых общественные насекомые – пчелы, осы, шмели и муравьи. Их гнезда достигают порой очень высокой степени сложности. Строительными материалами для гнезд могут служить воск, выделяемый самими насекомыми, бумага или картон, который насекомые производят из измельченных челюстями растительных остатков, а также глина, земля, навоз и тому подобные материалы (рис. 37).

Рис. 37. Бумажные осы строят гнездо

Общественные насекомые кормят личинок всю жизнь, постепенно. Пищей личинкам могут служить пережеванная пыльца растений, измельченные тела других животных, как, например, у ос, или просто сахаристые вещества (рис. 38).

Рис. 38. Муравьи кормят личинок

Наверное, самое известное общественное насекомое – это медоносная пчела (рис. 39). Человек знаком с ней с глубокой древности.

Рис. 39. Пчела медоносная

Семья пчел может включать до 80 тысяч особей.

Огромное большинство из этих особей – это рабочие, т. е. самки, не способные к оплодотворению. Однако в некоторых случаях рабочие могут откладывать неоплодотворенные яйца, из которых впоследствии выведутся самцы. В гнезде пчел обязательно есть одна самка, способная к спариванию, оплодотворению и откладке оплодотворенных яиц. Такая самка называется маткой (рис. 40). Обратите внимание, что все рабочие пчелы – это дочери одной единственной матки.

Рис. 40. Матка пчел

Каждый день в теплое время года матка может откладывать до 2–3 тысяч яиц. В конце лета в условиях умеренных широт в семье появляются самцы – трутни (рис. 41). Естественно, трутни не имеют преобразованного яйцеклада – жала, а стало быть, они совершенно беззащитны.

Рис. 41. Трутень

Посему недолговечные трутни не работают, не добывают пищу самостоятельно и не способны защищать семью. После спаривания такие самцы погибают.

Представители семейства Муравьиные, или попросту муравьи, наверно, знакомы каждому человеку. Размеры их тела колеблется от 1 до 30 миллиметров. Окраска от светло-желтой до черной. Распространены муравьи повсеместно, за исключением приполярных областей (рис. 42, 43).

Рис. 42. Кампонотус, или муравей-древоточец

Рис. 43. Муравей-бульдог

Вообще, муравьев на свете очень много. Это касается и количества видов и, несомненно, количества особей. У большинства муравьев развито жало и ядовитые железы, способные вырабатывать муравьиную кислоту.

Однако у некоторых муравьев жало исчезает. Такие виды способны разбрызгивать муравьиную кислоту. Сообщество муравьев устроено сложнее, чем у медоносных пчел. Число особей в одной семье может достигать 800 тысяч или даже 1 миллиона.

Любопытно, что муравьев многих видов в крупных муравейниках может иметься не одна, а сразу несколько маток.

Большинство же особей муравейника – это бесплодные самки-рабочие. Иногда рабочих бывает сразу несколько разновидностей, отличающихся внешне и по виду выполняемых работ. Рабочие могут быть собирателями пищи, солдатами или даже живыми хранилищами жидкой пищи (рис. 44).

Рис. 44. Медоносный муравей

Самцы недолговечны и вскоре после периода спаривания погибают. Питаться муравьи могут разными видами пищи: это могут быть живые или мертвые животные, семена растений, грибы, нектар цветов, выделение тлей, червецов и прочих сосущих хоботных насекомых.

Семьи некоторых видов муравьев уничтожают множество насекомых, таким образом сдерживая чрезмерное размножение насекомых-вредителей.

Значение муравьев в природе воистину огромно. Муравьи поедают трупы животных и таким образом уничтожают их. Они являются незаменимыми опылителями и переносчиками семян для многих видов растений. Муравьи, которые строят крупные гнезда, как и дождевые черви, являются почвообразователями.

Некоторые виды муравьев вредят людям. Так они могут разрушать деревянные конструкции. Муравьи, живущие в человеческом жилье, портят запасы пищи и некоторые предметы быта.

Муравьи способствуют благоприятному размножению колоний тлей и таким образом могут вредить садам и огородам (рис. 45).

Рис. 45. Муравей охраняет колонию тли

---

Наездники и их хозяева

Вы уже наверно знаете, что некоторые наездники паразитируют лишь на хозяевах одного или нескольких видов. Очень интересна способность таких наездников опознавать даже по маленькой личинке конкретный вид своего хозяина. Естественно, делают они это инстинктивно, по набору химических меток личинки. Замечательна способность некоторых наездников откладывать яйца в скрытоживущих хозяев. Например, это могут быть личинки жуков-усачей, обитающие в древесине на глубине до нескольких сантиметров. Яйцеклад таких наездников очень длинный, иногда в несколько раз длиннее тела, на конце он имеет зазубринки. Насекомое вкручивает его в дерево, как сверло. На такую яйцекладку может уходить до нескольких часов.

Некоторые наездники не откладывают яйца в личинку хозяева, если в нее уже отложены яйца другого наездника. Существуют, наоборот, такие виды наездников, личинки которых поедают исключительно личинок других наездников. Причем все это происходит внутри личинки хозяева (рис. 46).

Рис. 46. Оса-наездник откладывает личинки в гусеницу, уже зараженную другим наездником

---

Забота о потомстве у перепончатокрылых

Для большинства перепончатокрылых характерна забота о потомстве. Причем у некоторых видов такая забота достигает высшей степени сложности. В самых простых случаях яйца просто откладываются в листья или древесину (рис. 47).

Рис. 47. Галл на листе дуба

Так, например, поступают многие орехотворки. Вспомнить, хотя бы, дубовую орехотворку (рис. 48).

Рис. 48. Дубовая орехотворка

Часто личинки перепончатокрылых живут как паразитоиды на других насекомых или пауках. В этом случае самка откладывает яйца на тело или в тело животного хозяина.

Личинки некоторых перепончатокрылых – это паразиты гнезд других перепончатокрылых. Тогда яйца откладываются прямо в норку или в гнездо насекомого-хозяина (рис. 49). Личинки паразита используют запас пищи, приготовленный хозяином для собственных личинок.

Рис. 49. Пчела-кукушка

Многие перепончатокрылые, в том числе и одиночные, строят для своих личинок специальные жилища – гнезда. Это могут быть постройки из земли, глины, листьев или попросту норки в земле (рис. 50, 51). Некоторые из этих перепончатокрылых оставляют в гнезде запас пищи: меда, пыльцы или парализованных животных.

Рис. 50. Пчела-листорез

Рис. 51. Пчела-плотник

Другие приносят пищу постепенно, отдельными порциями. Так, многие осы приносят убитых гусениц, жуков или мух.

Наибольшей сложности забота о потомстве достигает у общественных насекомых. Об устройстве их семейств, мы поговорим отдельно. 

---

Больше об устройстве пчелиной семьи

Как же устроен изнутри пчелиный улей? Рабочие пчелы строят из воска соты, в каждой ячейке содержится одна личинка.  

Сроки развития различных личинок тоже различны.

Матка развивается за 16 суток, трутни – за 24, а рабочие пчелы – за 20 суток после откладки яиц.

Для представителей каждой касты пчелиной семьи размеры сотовых ячеек различаются.

Профессиональные пчеловоды легко узнают по размеру ячейки, кто из нее выйдет, и могут уничтожать ненужных трутней или маток, когда те еще находятся в личиночном состоянии.

Роение – это создание новой пчелиной семьи (рис. 52). После выхода молодой матки старая матка вместе с частью рабочих пчел покидает улей.

Рис. 52. Роение

Вылетевший рой садится недалеко от родного улья, и в течение какого-то времени его можно снять и перенести в новый улей.

Если пчеловод не успеет снять такой рой, то семья улетит на поиски нового убежища.

Трутни и часть рабочих пчел остаются в старом улье.

После того как старая матка его покинула, один из трутней спаривается с молодой маткой и погибает.

Остальных трутней рабочие пчелы выгонят из улья, и те со временем тоже погибнут (рис. 53).

Рис. 53. Изгнанные трутни

Оплодотворенная молодая матка начинает откладывать яйца. Роение может происходить несколько раз в году.

Интересно, что зимуют пчелы в улье в активном состоянии, в отличие от большинства других насекомых.

Для этого им необходимо поддерживать относительно высокую температуру, около +15 градусов.

Пчелы сбиваются в тесный клубок и активно работают крыльями. Крыловая мускулатура при работе греется. Для такой активной работы пчелам необходим интенсивный обмен веществ. Для поддержания такого уровня обмена веществ и служит наработанный за лето запас меда. Мед пчелы производят из нектара. За один раз рабочая пчела приносит около 0,06 грамма нектара, собранного с многочисленных цветков.

Для сбора нектара и пыльцы у пчел есть специальные приспособления. На задних ногах рабочей пчелы имеется специальная корзиночка, с помощью которой и собирается пыльца.

Нектар собирается в специальное расширение пищевода – зобик. Зимний запас меда запечатывается в соты. Соты состоят из шестигранных восковых ячеек.

Ячейки расположены двумя слоями. Входы в них обращены в противоположные стороны.

Воск (рис. 54) пчелы выделяют при помощи специальных желез.

Рис. 54. Пчелиный воск

Интересно, что информацию об источниках нектара, обычно это цветы, пчелы передают при помощи специальных танцев. Форма танца указывает направление и расстояние до цветов. Помимо собственно танца, пчелы также способны распознавать запах цветов, который служит им источником пищи.

---

Больше об устройстве муравьиной семьи

Один или два раза в году в жизни муравейника происходит знаменательное событие: на его поверхности появляются сотни крылатых особей. Это основатели новых колоний, молодые самцы и самки.

В теплую безветренную погоду они отправляются в брачный полет.

После оплодотворения самцы погибают, а самки, опустившись на землю, обламывают по специальной жилке своих крыльев и ищут подходящее для гнезда место.

Первое время после основания гнезда молодая самка не питается, при этом откладывая яйца и выполняя самостоятельно все работы по обустройству гнезда. Как только в гнезде появляются первые рабочие, ухаживать за гнездом начинают именно они, а самка только откладывает яйца.

Интересно, что такие муравьиные самки могут жить до 20 лет, при этом все время откладывая оплодотворенные яйца. Спариваются при этом они только один раз. Большая часть муравейников всегда расположена скрытно, в толще земли и древесины.

Там муравьи зимуют, там же матка откладывает яйца, рабочие выкармливают личинок, там же муравьи выходят из куколок.

Часто, в муравейниках обитают помимо муравьев и многие другие животные. Такие животные называются мирмекофилами. Например, встречаются в муравейниках гусеницы голубянок, жуки-стафилины и многие другие.

Почему же муравьи не убивают таких нахлебников? Дело в том, что все эти насекомые способные выделять специальные вещества, которые очень нравятся рабочим муравьям. Поэтому рабочие муравьи их не трогают и при переселении даже переносят с собой.

 

Список литературы

1. Латюшин В.В., Шапкин В.А. Биология. Животные. 7 класс. – М.: Дрофа, 2011.

2. Сонин Н.И., Захаров В.Б. Биология. Многообразие живых организмов. Животные. 8 класс. – М.: Дрофа, 2009.

 

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

1. Отряд перепончатокрылые (Источник)

2. Анатомия перепончатокрылых на примере муравья (Источник)

3. Муравьи (Источник)

4. Осы (Источник)

5. Медоносная пчела (Источник)

6. Наездники (Источник)

7. Паразитические перепончатокрылые (Источник)

 

Домашнее задание

1. Дайте общую характеристику представителей отряда перепончатокрылые. Какие животные из этого отряда вам известны? Как человек их использует?

2. Охарактеризуйте жизненный цикл перепончатокрылых.

3. Какие перепончатокрылые встречаются в вашем регионе? К какому подотряду они относятся? Есть ли среди них виды, охраняемые государством?

4. Обсудите с друзьями и близкими особенности социальной жизни и строения тела жалящих перепончатокрылых. Каково значение этих животных в природе и жизни человека?