15.3 Роль насекомых в биоценозах и агроценозах

Насекомые – самая многочисленная группа животных на Земле как по числу видов, так и особей. Это определяет их роль как мощного биологического фактора.

Велика роль насекомых в биогенном круговороте в биогеоценозах суши. Среди них имеются фитофаги, потребляющие растения (консументы I порядка), хищники и паразиты, питающиеся животными (консументы

II и III порядков), и разрушители органических остатков (редуценты).

Они представляют собой важную часть экосистем, поддерживая природное равновесие.

В свою очередь насекомые – важный объект в питании многих более крупных позвоночных животных. Насекомыми питаются амфибии, рептилии, насекомоядные птицы и млекопитающие.

Насекомые осуществляют перекрестное опыление растений. Эволюция насекомых в значительной степени шла сопряженно с покрытосеменными растениями. Насекомые обеспечивали перекрестное опыление растений, а последние предоставляли пищу насекомым – нектар и пыльцу. Многие насекомые –расселители семян и проростков растений.

Доказана роль почвообитающих насекомых в почвообразовательных процессах. Насекомые не только питаются растительными остатками, находящимися в почве, но и рыхлят ее, перемешивают во время прокладывания ходов и способствуют повышению плодородия почвы. Наибольшее значение в почвообразовании имеют многие личинки насекомых, а также некоторые муравьи, в тропиках – термиты.

Не менее значителен и вред от насекомых. Среди них много вредителей растений и паразитов животных.В равновесных экосистемах эти насекомые имеют положительное значение в регуляции численности растений и животных, но при неблагоприятных условиях они могут привести к истреблению многих видов. Так, в период засухи сильно размножаются виды перелетной саранчи, которые могут истребить всю растительность на больших территориях. Непарный шелкопряд в благоприятные для его развития годы дает вспышки численности и наносит серьезный ущерб лиственным породам деревьев. Размножение некоторых паразитических насекомых, например двукрылых, может привести к массовой гибели млекопитающих и птиц.

Практическое значение насекомых для человека. Существуют древние отрасли хозяйства: пчеловодство, шелководство, которые дают человеку много ценных продуктов (мед, воск, шелк).

В последние десятилетия развились новые отрасли биотехнологии насекомых, полезных для человека. Так, на биостанциях для биологической защиты сельскохозяйственных культур разводят насекомых-энтомофагов, которые истребляют вредителей растений. Разводят также насекомыхфитофагов для борьбы с сорняками на полях; насекомых-опылителей для повышения урожайности культурных растений; насекомых-сапрофагов для переработки навоза, компостов; некоторых насекомых для откорма полезных животных. В последнее время разводят и декоративные виды насекомых.

Существует обширная группа видов насекомых, вредящих полевым, садово-ягодным культурам и лесным насаждениям, а также зерновым запасам. Немало и технических вредителей, которые питаются кожей, шерстью, мехом. К ним относятся и вредители коллекций, книгохранилищ.

Весьма многочисленны насекомые – паразиты и переносчики заболеваний человека и животных. Специализированными эктопаразитами человека среди насекомых можно считать виды вшей (головная, платяная, лобковая), обитающих на теле человека и в его одежде. Вши опасны как переносчики опасных заболеваний человека: сыпного и возвратного тифа. Постельный клоп – обитатель человеческого жилья, паразитирующий преимущественно на человеке и частично на домашних животных. От укусов клопов может проявиться кожная аллергия с сыпью и высокой температурой.К числу факультативных эктопаразитов относятся блохи.

Обыкновенная блоха живет в шерсти животных и нападает на человека. Блохи могут переносить возбудителей чумы от грызунов к человеку.

Кроме специализированных паразитов среди насекомых много кровососущих двукрылых, нападающих на любых теплокровных животных. Это комары, москиты, слепни и др. Некоторые из них переносят возбудителей опасных заболеваний человека и животных. Так, малярийный комар передает малярийного плазмодия; муха цеце – трипаносом, вызывающих сонную болезнь; москиты – лейшманий, возбудителей лейшманиозов человека и животных.Кровососущие насекомые могут передавать человеку от животных возбудителей бешенства, энцефалита, туляремии.Синатропные насекомые: тараканы, комнатные мухи – распространяют возбудителей дизентерии, брюшного тифа, холеры.

Меры борьбы с вредными насекомыми могут быть механическими, химическими, биологическими и профилактическими.

Механические меры борьбы включают разнообразные методы отлова вредных насекомых ловушками, канавками, сжиганием листового спада, обрезанием ветвей и т. д.

Химические меры борьбы включают использование различных ядохимикатов при обработке больших территорий. В последнее время эффективно разрабатываются химические средства борьбы избирательного действия по отношению к определенным видам насекомых со слабой токсичностью, легко распадающихся и не вызывающих загрязнения среды. В некоторых случаях в качестве инсектицидов используют гормоны – регуляторы роста насекомых, которые прерывают развитие насекомых и приводят их к гибели. От кровососущих насекомых часто пользуются препаратами-репеллентами, отпугивающими кровососов. Для массового отлова вредных насекомых иногда применяют привлекающие средства – аттрактанты в различных типах ловушек.

Биологические методы борьбы – самые экологичные, но

дорогостоящие. В биологической защите растений используют насекомыхзнтомофагов, истребляющих вредителей. Существуют биостанции по разведению энтомофагов. Широко ведутся работы по получению вирусных и бактериальных штаммов против насекомых. К биологическим мерам борьбы относятся и генетические. Имеются опыты по получению и использованию бесплодных мутантов видов вредных насекомых, что резко снижает их численность. Перспективным оказался прием генетической регуляции пола у вредных насекомых, что резко снижает их размножение.

Профилактические меры борьбы с вредными насекомыми предполагают культуру ведения сельского и лесного хозяйства. Использование правильной агротехники помогает предупреждать массовые вспышки численности вредителей. В борьбе с насекомыми – паразитами и переносчиками опасных заболеваний важно соблюдать санитарно-эпидемиологические нормы.

Интегрированная борьба с вредными насекомыми связана с математическим моделированием популяционных закономерностей повышения численности вредных видов в зависимости от различных факторов среды, что позволяет использовать программное управление и вычислительную технику. Благодаря усилению научного подхода к снижению численности вредных насекомых, может быть получен наибольший практический успех при минимальном нарушении экологии окружающей среды.

Филогения и экологическая радиация трахейных. Трахейные – представляют особую ветвь в эволюции типа членистоногих, рано обособившуюся от общих червеобразных предков. Общий предок членистоногих обладал некоторыми основными особенностями типа: единая полость тела – миксоцель, наружная гомономная сегментация, слабообособленный головной отдел, тонкая кутикула, зачаточные конечности для ползания. Облик предка членистоногих часто сопоставляют с современными представителями близкого типа онихофор (Опуchophora), у которых имеются примитивные, еще нечленистые конечности и нечетко выраженная сегментация тела.

Предполагается, что от предков членистоногих, вышедших на сушу, эволюционировали трахейные. Остальные подтипы членистоногих развивались в морской среде, и у них по-разному формировались типы конечностей, отделы тела.

В процессе приспособления к жизни на суше у первичных трахейных уплотнялась кутикула и образовывались тонкие мембраны на границе сегментов; оформлялось членистое строение одноветвистых конечностей; кожное дыхание заменялось трахейным. Постепенно шел процесс цефализации – слияния нескольких туловищных сегментов с головной лопастью с формированием антенн и ротовых частей из первичных конечностей.

От первичных многоногих трахейных обособились два основных направления в эволюции к надклассу многоножек (Myriapoda) и надклассу шестиногих (Hexapoda). Многоножки сохранили от предков гомономную сегментацию туловища и многоногость, а шестиногие – лишь три пары ходильных ног на обособленном грудном отделе.

Палеонтологические материалы свидетельствуют о древности происхождения многоножек и шестиногих. Известны находки ископаемых кивсяков и коллембол из силура. Различные классы многоножек рано обособились от предковой группы, и имеют мало сходства между собой. Большее сходство между современными классами обнаруживается лишь у пауропод (Pauropoda) и диплопод (Diplopoda).

Существуют сравнительно-морфологические и эмбриональные доказательства происхождения надкласса шестиногих от многоногих предков. Рудиментарные брюшные ножки сохраняются у некоторых низших насекомых из отряда Protura. От общих предков шестиногих рано обособились два класса насекомых.

Среди скрыточелюстных насекомых известны находки коллембол из силура, а среди открыточелюстных – первичнобескрылые из девона. Крылатые насекомые процветали уже в карбоне. Система насекомых отражает этапность их эволюции. Палеонтологическая летопись подтверждает последовательность в происхождении разных групп насекомых от древнекрылых насекомых к новокрылым, среди которых наибольшего многообразия вначале достигли насекомые с неполным превращением, а затем насекомые с полным превращением.

Экологическую радиацию трахейных в основном определили открыточелюстные насекомые. Если многоножки и скрыточелюстные насекомые оказались еще тесно связаны с почвой как со средой обитания, то открыточелюстные насекомые заселили не только почву и ее поверхность, но и растительный покров, освоили воздушную среду и частично стали вторичноводным.

Некоторые насекомые являются эктопаразитами и крайне редко эндопаразитами животных. В пределах каждой ярусной группировки насекомых различаются разные жизненные формы с различиями в типе движения, что сказывается особенно существенно на их облике: бегающие, ползающие, роющие, плавающие, прыгающие. Экологическая радиация насекомых в процессе эволюции проходила в несколько этапов. У древних первичнобескрылых Hexapoda развивались приспособления к жизни в поверхностных слоях почвы, реже на растениях или на поверхности воды. С появлением крылатости у насекомых началось активное освоение среды обитания на растениях с активными воздушными миграциями. Освоение толщи почвы насекомыми проходило на более позднем этапе эволюции с нарастанием ксерофитности условий на Земле в кайнозое.