Как показывает название, представители отряда имеют прозрачные перепончатые крылья в числе двух пар.
Наиболее обычные виды - пчелы, осы, муравьи - характеризуются тем, что их брюшко в основании образует тонкий стебелек (стебельчатобрюхие перепончатокрылые), при помощи которого оно соединяется с грудным отделом. Поэтому брюшко этих перепончатокрылых очень подвижно - важное защитное приспособление рассматриваемых насекомых, имеющих жало и ядовитые железы. Есть, однако, перепончатокрылые, брюшко которых имеет с грудью неподвижное сочленение (сидячебрюхие перепончатокрылые).
Органы чувств хорошо развиты, особенно фасеточные глаза. Ротовые органы представлены грызущими жвалами, а у видов, собирающих нектар, еще и хоботком, образованным нижними челюстями и нижней губой.
Покровы тела обычно гладкие, блестящие, нередко окрашенные в яркие контрастирующие цвета или покрытые густыми разноцветными волосками.
Медоносная пчела (рис. 15, 1 - 3). Пчелы как производители меда были известны человеку много тысячелетий назад. Длительное время добывание меда представляло собой разновидность охоты. Охотники разыскивали соты диких пчел, их обитателей уничтожали, а мед целиком забирали. Первые искусственные ульи, изготовленные для пчел, были примитивны, и только в начале XIX в. удалось сконструировать улей, где соты помещались на рамки, которые свободно вынимались без заметного вреда для пчелиной семьи. Это изобретение дало могучий толчок развитию пчеловодства.
Кроме меда, человек получает от пчел воск и лекарственные вещества - пчелиный яд и прополис. Пчелы широко используются как массовые опылители растений.
Медоносная пчела - не единственный вид пчелиных, запасающих мед, однако другие виды одомашнить не удается.
Пчелы живут семьями, насчитывающими летом до 80 000 особей. В природных условиях они сооружают восковые соты в дуплах деревьев, при искусственном содержании - в ульях. Это общественные насекомые, семья которых состоит из одной матки, рабочих пчел и самцов (трутней), встречающихся в улье в летний период.
Матка может жить до 5 лет, причем в теплый период ежедневно откладывает 2000 - 2500 яиц. К третьему году жизни ее плодовитость обычно снижается и пчеловоды заменяют ее молодой самкой. Матка заметно крупнее рабочих пчел, у нее короткий хоботок и нет приспособлений для собирания пыльцы, поэтому она не участвует в собирании и производстве меда.
Рабочие пчелы - это мелкие самки, не способные к размножению, но имеющие приспособления для сбора нектара (длинный хоботок), пыльцы (корзиночки на задних ногах) и железы для выделения воска, который отлагается на нижней стороне брюшных сегментов.
Живут рабочие пчелы всего 25 - 40 суток и производят все необходимые для жизни семьи работы. Несколько дней в начале жизни молодые пчелы чистят ячейки в сотах, затем начинают кормить личинок, а после развития у них специальных желез - и матку. Вслед за этим почти неделю рабочие пчелы принимают запасы корма, которые другие пчелы приносят в улей и передают им. К 18-му дню жизни у рабочих пчел полностью развиваются восковые железы и они участвуют в постройке сотов. В заключительный период жизни рабочие пчелы несут обязанности охраны гнезда и только в конце жизни становятся заготовителями корма, т. е. начинают вылетать из гнезда. Поэтому первое впечатление, что все рабочие пчелы постоянно вылетают за нектаром, обманчиво: каждая рабочая пчела участвует в заготовке корма только короткий период (2 - 3 суток) в конце своей жизни.
Трутни - это самцы, живущие в улье летом, когда в них есть необходимость. Осенью рабочие пчелы изгоняют трутней из улья.
Матки, трутни и рабочие пчелы развиваются при разных режимах питания в ячейках сотов, различающихся по размерам. Для самок и трутней строятся крупные ячейки, для рабочих пчел - более мелкие. Матки и рабочие пчелы развиваются из оплодотворенных яиц, трутни - из неоплодотворенных. Тех личинок, которые превращаются в маток, в течение всего периода развития выкармливают выделениями специальных желез. У рабочих пчел эти железы входят в состав ротовых органов и продуцируют белую питательную жидкость - молочко. Личинок будущих рабочих пчел и трутней таким молочком кормят лишь несколько дней, а затем им дают в качестве пищи так называемую пергу, изготавливаемую рабочими пчелами из пыльцы.
Рабочие пчелы имеют специальные приспособления для переработки нектара в мед, а пыльцы в пергу. Нектар они высасывают из цветков с помощью хоботка, который формируется из нижней губы и нижних челюстей. В зобе пчелы нектар подвергается обработке ферментами и вливается в ячейки сотов в качестве запаса пищи - меда. Пыльца собирается пчелой в специальные корзиночки на голенях задних ног, образующиеся из волосков и щетинок, закладывается в соты, заливается сверху медом и превращается в пергу, служащую также запасом корма.
Жало пчел, служащее им для защиты гнезда, имеет зазубренные края. С его помощью пчелы быстро убивают насекомых, разрывая как пилой их хитиновые покровы. Когда же пчела жалит позвоночных животных и человека, она не в силах вытащить зазубренное жало из кожи и, улетая, оставляет в ней жало и часть внутренностей. Такая пчела быстро погибает, отгоняя животных ценой своей жизни.
Рабочие пчелы в поисках источников пищи отлетают от улья нередко на расстояние 2 - 3 км и затем уверенно возвращаются назад. Более того, если одна пчела находит богатое место для медосбора, вслед за ней на это место вылетают другие пчелы.
Тщательно поставленные опыты показали, что пчела, прилетевшая с богатой добычей, исполняет на сотах строго определенные движения, названные "танцем пчел". Когда прилетевшая пчела танцует, совершая движение по кругу, это значит, что пища близко. Когда же пчела движется по двум кругам, образующим подобие цифры 8, то это сигнал о том, что пища далеко. О расстоянии до пищи пчела сообщает движением брюшка из стороны в сторону: чем больше таких движений, тем пища дальше. Запах тех цветков, с которых была собрана обильная пища, сохраняется на теле пчелы. Наконец танец пчелы ориентирован по отношению к солнцу или наиболее яркому пятну на затянутом тучами небе, причем ориентирован так, чтобы другие пчелы, идущие за танцовщицей и повторяющие ее движения, смогли в дальнейшем точно выбрать направление полета. Это сложнейшее поведение пчелы-разведчицы является инстинктивным. Развитие таких сложных инстинктов характерно для перепончатокрылых.
Соты в ульях имеют разное назначение: в наиболее прогреваемой части улья в ячейки самки откладывают яйца. Это так называемая зона расплода. Прочие соты заполняются медом и пергой, заполненные ячейки запечатываются. Ячейки в сотах шестигранные. Такая форма ячеек наиболее рациональна, так как позволяет при наименьшем расходе воска построить ячейки наибольшего объема. Щели и стыки в стенках улья пчелы промазывают пчелиным клеем (прополисом) - биологически активным веществом, убивающим бактерий.
К маю - июню в крупных ячейках из личинок, получающих в качестве пищи исключительно молочко, созревают молодые самки. В это время в улье обитает уже довольно много рабочих пчел. В теплый солнечный день наступает время роения, когда старая матка должна покинуть улей с частью рабочих пчел и основать новое гнездо. В этот день вся пчелиная семья приходит в сильное возбуждение, рабочие пчелы подталкивают старую матку к выходу и, когда она вылетает, вслед за ней устремляется около половины населения улья. Сначала весь рой плотным скоплением оседает чаще всего на ветвях деревьев, затем перелетает в новое место, где основывается гнездо. Чтобы не потерять рой, пчеловод смахивает его с ветвей деревьев в мешок и переносит в новый улей.
Пчелы способны регулировать температуру внутри улья. В зоне расплода она обычно держится на уровне +35° С. Эта способность особенно важна зимой, когда пчелы выбирают участок улья с сотами, наполненными медом, и сбиваются там в плотный клубок. Снаружи такого скопления имеется несколько рядов плотно прижавшихся друг к другу пчел - хранителей тепла, внутри пчелы свободно передвигаются и питаются медом. Температура внутри клубка зимующих пчел при наличии меда не падает ниже +15° С. За день зимующая семья пчел потребляет 30 - 40 г меда.
Разведение пчел - пчеловодство - представляет собой важную отрасль сельского хозяйства, имеющую задачей промышленное содержание пчел для получения меда, воска, прополиса, пчелиного яда и пчелиного молочка.
В нашей стране имеются многие тысячи пчелиных семей и существуют пчеловодческие совхозы, в хозяйстве которых насчитывается до 2 тысяч пчелиных семей. Специальные научно-исследовательские институты занимаются улучшением пород пчел, отличающихся высокой продуктивностью и устойчивых к болезням. Изготовление ульев и рамок для них полностью механизировано. С каждого продуктивного улья можно получить до 70 кг меда за сезон.
Шмели (рис. 15, 4) - крупные мохнатые яркоокрашенные перепончатокрылые, обычные посетители цветков.
Шмели ведут общественный образ жизни. В их семьях имеются самки, откладывающие яйца, и более мелкие рабочие особи.
Основывает семью перезимовавшая самка, которая в дупле или почвенных пустотах сооружает из смеси воска с пыльцой несколько бочонковидных ячеек, окружая их сухими травинками и листвой. В таком гнезде в одну из ячеек самка откладывает несколько яиц, а другие заполняет медом и пыльцой. Она выкармливает появившихся из яиц личинок, которым в ячейке становится тесно, они раздвигают ее стенки, а самка ремонтирует трещины.
Наконец, личинки окукливаются и в гнезде появляются рабочие шмели. Самка теперь уже не летает за пыльцой и нектаром - этим занимаются рабочие, а откладывает яйца. Когда число рабочих возрастает до 200 - 300, самка начинает откладывать яйца, из которых развиваются новые самки и самцы. Ближе к осени новое поколение самцов и самок вылетает из гнезда, происходит оплодотворение, оплодотворенные самки зимуют, а весной основывают новые гнезда.
Шмели - прекрасные опылители растений. Раньше в Новой Зеландии не было красного клевера. Когда его завезли и стали выращивать, он рос хорошо, но не давал семян. Только после того как в Новую Зеландию завезли шмелей - основных опылителей клевера, он стал нормально плодоносить. И в наших условиях без шмелей у многих растений снижается урожай семян, но особенно шмели важны для клевера.
Интересен образ жизни шмелей-кукушек. Их самки гнезда не строят, а проникают в гнезда других видов шмелей и откладывают яйца в их ячейки. Шмели-хозяева выкармливают личинок чужого вида как своих собственных. За такие повадки шмелей-нахлебников и назвали кукушками.
Муравьи (рис. 15, 5 - 7). Когда говорят о муравьях, то в первую очередь имеют в виду рыжих лесных муравьев, сооружающих в лесах из веточек и хвои большие надземные купола муравейников. Всего в семействе муравьев насчитывается около 6000 видов; это одно из самых крупных семейств насекомых.
Как и пчелы, муравьи живут семьями, в составе которых имеются самки, самцы и рабочие муравьи. От других перепончатокрылых насекомых муравьи отличаются наличием между грудью и брюшком тонкого двучленикового стебелька или одночленикового стебелька с торчащим кверху отростком (чешуйкой). Голова у муравьев крупная, с сильными жвалами. Крылья имеются у самцов и самок только в период вылета из гнезда во время размножения. У рабочих крыльев не бывает, они не способны к размножению и заняты строительством, заготовкой пищи, выкармливанием личинок и другими работами. Наиболее крупные из рабочих муравьев защищают муравейник, их называют солдатами. Средств защиты у муравьев несколько - острые жвалы, ядовитая жидкость, состоящая в основном из муравьиной кислоты, которую они выбрызгивают, направляя на врагов конец брюшка; у многих муравьев есть жало.
Биология муравьев чрезвычайно разнообразна. Семья наших обычных рыжих лесных муравьев при благоприятных условиях может существовать 90 - 100 лет. За это время в семье многократно сменяются самки, которые живут максимум 15 - 20 лет, и в еще большей степени - рабочие, живущие всего 3 года. Большие семьи насчитывают несколько миллионов особей.
Гнездо рыжих лесных муравьев состоит из надземной и подземной частей. Надземная часть в хвойных лесах сооружается из хвоинок, в лиственных - из палочек и других мелких, но прочных растительных частиц. Сверху муравьи формируют покровный слой купола, защищающий муравейник от промокания во время дождей. Внутри растительный материал крупнее - палочки могут иметь различный размер, некоторые достигают длины 10 см при толщине до 5 мм. Здесь из этих строительных материалов сооружается система ходов и камер, в которых выращивается молодь. Купол муравейника окружен земляным валом.
Подземная часть муравейника представляет собой сплетение ходов, которые могут уходить на глубину 1 - 2 м. Летом глубокие ходы почти не используются, однако осенью они расширяются и углубляются: в них муравьи зимуют.
Ранней весной, как только с купола муравейника исчезнет снег, в солнечную погоду нагреваемая сторона купола бывает усеяна рабочими муравьями. Они нагреваются солнцем до 40 - 50° и уходят внутрь гнезда, где скапливаются в верхней части купола и нагревают эту часть уже в апреле до 25 - 30°. Сюда поднимаются самки и начинают раннюю откладку яиц; появившихся личинок муравьи выкармливают еще осенними запасами пищи. Интересно отметить, что эта первая партия молоди превращается только в крылатых самцов и самок, которые недолго, всего 2-3 недели, живут в муравейнике, а затем дружно вылетают, спариваются и основывают новые гнезда. Из всех последующих кладок в муравейнике появляются только рабочие особи. Самки, а их в муравейнике бывает несколько десятков, откладывают яйца не непрерывно, а примерно один раз в месяц, Таким образом за лето может развиться до 4 - 5 поколений рабочих особей. Как только станет достаточно тепло, рабочие муравьи начинают выходить из гнезда за пищей. Они собирают пищу только днем, а ночь проводят внутри гнезда.
От крупных муравейников отходят хорошо заметные тропы, по которым от гнезда и к гнезду движется поток муравьев. На расстоянии в несколько десятков метров от муравейника поток муравьев рассыпается: часть из них поднимается на деревья, где охотится за личинками насекомых или собирает выделения тлей, часть охотится на почве, часть занимается сбором строительного материала и т. д.
Кормовые тропы рыжих лесных муравьев остаются постоянными, в результате у каждого муравейника возникает свой кормовой участок. Муравьи охраняют этот участок от пришельцев и не допускают туда муравьев из соседних муравейников.
Не все муравейники, однако, враждуют друг с другом и борются за кормовой участок.
Крупные, сильные семьи муравьев с избытком населения начинают делиться. Часть материнской семьи при этом организованно уходит на расстояние 50 - 100 м и основывает там дочернюю семью. Обычно таких дочерних семей бывает несколько. Так возникает колония рыжих лесных муравьев, состоящая из многих семей, которые связаны друг с другом тропами; по этим тропам муравьи свободно перемещаются, не враждуя между собой. Со временем дочерний муравейник обособляется, устанавливает свой кормовой участок, начинает его защищать и всякая связь между материнской и дочерней семьей прекращается: теперь они враждебны.
Зачем же муравьям нужны крылатые самки, если и без них семьи муравьев делятся и число их увеличивается? Дело в том. что путем деления материнской семьи муравьи захватывают лини. близлежащую территорию. Крылатые самки разлетаются на гораздо большие расстояния, попадают в самые разные условия, большинство из них погибает, но некоторым удается основать новую семью. И в этом отношении биология рыжих лесных муравьев отличается особой сложностью.
Чем крупнее муравьиная семья, тем больше пищи ей необходимо. Рыжие лесные муравьи используют в основном белковую пищу (других насекомых, которых убивают и приносят в муравейник) и углеводную (сахаристые выделения растений, вытекающий древесной сок и особенно богатые сахаром выделения тлей). Большую часть белковой пищи муравьи скармливают личинкам, углеводной питаются сами.
Для муравьев характерен обмен пищей (трофаллаксис). Голодный муравей ударами усиков побуждает своего собрата отрыгнуть капельку пищи, которую слизывает. Все население семьи таким способом постоянно обменивается пищей, поэтому муравьи, занятые, например, строительными работами, о пище могут не заботиться.
Рабочие-фуражиры рыжих лесных муравьев, задача которых - добывание пищи, в течение лета приносят в гнездо 3 000 000 - 8 000 000 различных насекомых, около 20 ведер сладких соков, в основном выделений тлей, и 40 000 - 60 000 семян различных растений, которые также употребляются в пищу. В летние дни масса насекомых, приносимых в муравейник, может достигать 1 кг. Эти цифры свидетельствуют об огромном значении муравьев в жизни леса.
Муравьи добывают в первую очередь тех насекомых, которые размножаются в лесу в массовых количествах. Массовыми насекомыми являются вредные насекомые - гусеницы бабочек, ложногусеницы пилильщиков, которые объедают листву и хвою. Поэтому муравьи истребляют в первую очередь вредителей, которые начинают быстро размножаться.
Подобно пчелам, муравьи имеют систему взаимной информации о наличии в определенных участках кормовой территории легкодоступной пищи, например гусениц бабочки-вредителя. Они могут метить свой след специальными пахучими веществами - феромонами. Запах пищи сохраняется на покровах муравья-фуражира. Поэтому достаточно одному или нескольким муравьям обнаружить источник пищи и вернуться в гнездо, как к источнику пищи устремляется большая группа муравьев, которые начинают истреблять вредителей. При этом они уже не обращают внимания на другие источники пищи, пока обнаруженное скопление вредных насекомых не будет уничтожено.
Интересен эксперимент, когда на ветки дерева, расположенного рядом с муравейником, высаживали гусениц бабочки-вредители. Эти гусеницы были обнаружены муравьями и в течение дня уничтожены. Когда на это же дерево на следующий день высадили столько же гусениц, на их уничтожение муравьям потребовалось всего несколько часов, так как к дереву устремились дополнительно мобилизованные фуражиры.
Нападая на насекомое, муравей пускает в ход крепкие челюсти, обрызгивает вредителя муравьиной кислотой и т. д. Даже если вредитель, отбиваясь, ускользнет от муравья, он в конце концов погибнет от нанесенных ему повреждений.
Исследования ученых показывают, что один крупный муравейник рыжих лесных муравьев способен защитить от вредителей до 4 га леса. Поэтому муравьев следует охранять, а разрушать муравейники строго запрещается.
Во многих лесхозах ведется строгий учет семей рыжих лесных муравьев, муравейники защищены от кабанов и птиц оградой из жердей или проволочной сеткой. Работникам лесхозов рекомендовано переселять муравейники в те участки леса, где полезные виды муравьев отсутствуют. Производить переселение муравьиных семей разрешено только специалистам, имеющим необходимые знания, так как это очень сложное мероприятие приносит успех только при соблюдении точных сроков и строгих правил переселения муравьев, предусмотренных специальными инструкциями.
Кроме рыжих лесных муравьев, в лесах и на лугах встречается множество других видов этого семейства. Особенно много муравьев в тропических странах.
В их числе есть, например, так называемые муравьи-рабовладельцы. Солдаты этих муравьев совершают набеги на гнезда других видов муравьев, похищают куколок рабочих, которые после отрождения живут в гнезде похитителей, выполняя рабочие функции. Некоторые муравьи выращивают в гнездах специальные "грибные сады"- особые виды грибов, которыми питаются. На полях зерновых в южных районах нашей страны обычны муравьи-жнецы, которые собирают опавшие на землю зерна, запасая по нескольку килограммов пшеницы, ячменя или других злаков.
Неприятным спутником человека в городах стал мелкий домовый муравей, поселяющийся в стенах и перегородках. Он проникает всюду, большими группами нападает на сладкие продукты, портит пищевые запасы на складах и т. д. Истребить этих муравьев в домах чрезвычайно трудно.
Осы (рис. 15,8)- крупные насекомые, нередко обладающие яркой окраской. В качестве орудия защиты и нападения используют жало.
Типичным примером является обыкновенная оса, относящаяся к группе так называемых бумажных ос. Свое название группа получила за то, что эти осы сооружают гнезда из пережеванной и смоченной слюной древесины, напоминающей грубую бумагу.
Семья обыкновенной осы состоит из самки, откладывающей яйца, и рабочих ос, добывающих пищу - других насекомых, которых они размельчают и скармливают личинкам.
Сложным поведением отличаются одиночные осы. Самки этих ос запасают корм для личинок. Песчаная аммофила, например, разыскивает гусеницу совки, которую она парализует, с поразительной точностью нанося удары жалом в каждый нервный узел как в грудных, так и в брюшных сегментах. Парализованную гусеницу самка затаскивает в заранее подготовленную земляную норку. Там самка откладывает на жертву одно яйцо. Личинка осы обеспечена пищей на весь цикл развития.
Одна из ос - серьезный враг пчеловодства - пчелиный волк. Он ловит пчел и убивает их ударом жала в головной мозг. Добытую пчелу пчелиный волк также зарывает в земляную норку, снабжая таким способом пищей свое потомство.
Среди яйцеедов широкую известность приобрели трихограммы (рис. 15, 10). Это очень мелкие формы, длиной менее 1 мм. Жилкование крыла у самок почти исчезло, а самцы многих видов бескрылые.
Самка трихограммы выходит из яйца бабочки вполне готовая к откладке яиц. В первый же день жизни она отыскивает яйца бабочек и с помощью яйцеклада помещает в них одно или несколько своих яиц. Всего каждая самка способна отложить 40 - 80 яиц, т. е. уничтожить в среднем 20 - 40 яиц вредных чешуекрылых.
Трихограмму для использования на практике разводят в огромных количествах в специальных биолабораториях. Яйца для массового разведения трихограммы получают чаще всего от зерновой моли, которую также легко содержать на зерне в нужных количествах.
О масштабах этой работы можно судить по тому, что для истребления вредных бабочек на гектар выпускают 20 000 - 50 000 самок трихограммы, которые уничтожают 60 - 95% яиц вредителей. Обычно за сезон трихограмму на защищаемой территории выпускают 2- 3 раза.
Широко применяющиеся химические методы борьбы, как известно, уничтожают не только вредителя, но и огромное количество других, в том числе полезных, насекомых, а также других беспозвоночных животных. При интенсивном применении химические препараты загрязняют окружающую среду и могут вызвать гибель рыб, птиц и других позвоночных животных, а также нанести ущерб здоровью человека.
Поэтому, несмотря на то что в ближайшие годы химические средства истребления вредителей временно останутся основными в борьбе за урожай, их постепенная замена биологическими способами является важным направлением внедрения достижений науки в практику.
Все эти взаимодействия чрезвычайно сложны. В природных условиях в результате длительного исторического развития возникло экологическое равновесие разных положительных и отрицательных факторов. Нарушение экологического равновесия приводит к нежелательным последствиям.
Инстинкты. Сложнейшее поведение насекомых, особенно многообразное у общественных перепончатокрылых, основано на инстинктах, т. е. на цепях сложных врожденных реакций на внешние и внутренние раздражения. Эти реакции передаются по наследству настолько точно, что все особи данного вида способны воспроизводить их в идентичной форме. Хотя внешне поведение насекомых выглядит целесообразным, ничего общего с разумом инстинкты насекомых не имеют. Инстинкт - это сложный безусловный рефлекс, состоящий из цепи реакций, в которой окончание одного звена автоматически включает начало следующего.
Животные, в том числе насекомые, поведение которых регулируется инстинктами, в отличие от человека не могут представить себе результата своей деятельности и достигают его однообразным путем. Человек же заранее обдумывает свои действия и в зависимости от обстановки может избрать разные решения для достижения одного и того же результата.
Инстинктивное поведение насекомых в нестандартных ситуациях теряет целесообразность. Пчела будет продолжать носить мед в дырявую ячейку, из которой мед вытекает, вместо того чтобы починить ее. Поистине правильно сочетание слов "слепой инстинкт".
(Hymenoptera), отряд насекомых. Известны с триаса. Один из крупнейших отрядов (по разным данным, от 150 до 300 тыс. видов). 2 подотряда - сидячебрюхие и стебельчатобрюхие; иногда последних рассматривают как два самостоят. подотряда - паразитических перепончатокрылых (Parasitica) и жалящих (Aculeata). Распространены широко. В России - ок. 15 тыс. видов, встречаются повсеместно. длина от 0,2 мм (трихограммы - самые мелкие насекомые) до 4-6 см (рогохвосты, тропические осы, пчелы, Некоторые наездники). Обычно имеют 2 пары перепончатых прозрачных крыльев, задние меньше передних и прикрепляются к ним зацепками. Жилкование крыльев с немногочисленными ячейками или (например, у хальцид) без ячеек. Есть вторичнобескрылые формы (муравьи, немки). Ротовой аппарат у примитивных перепончатокрылых грызущий, у высших - лижуще-грызущий или сосущий (нижний губа преобразована в хоботок с язычком на конце). Самки имеют яйцеклад, который у жалящих перепончатокрылых преобразован в жало. Превращение полное. Для них характерно развитие самцов из гаплоидных яиц, самок - из диплоидных, обычно оплодотворенных, иногда из пеоплодотворенных (см. Партеногенез"). достигли большого разнообразия по образу жизни и типам приспособления к среде, включая сложное инстинктивное поведение (особенно у общественных перепончатокрылых) и различные формы заботы о потомстве. Многие перепончатокрылые - эффективные опылители цветковых растений и, в свою очередь, способствовали их прогрессивной эволюции. 24 вида в Красной книге России. Ом. табл. 25.Латинское название Hymenoptera
Описание
Перепончатокрылые - одни из лучших летунов среди насекомых и поэтому обладают особенно сильно дифференцированной мускулатурой груди. Для них характерны две пары перепончатых прозрачных крыльев со сравнительно редкими продольными и поперечными жилками. Задние крылья всегда меньше передних.
Голова весьма подвижно сочленена с грудью. Глаза большие, многофасеточные. У большинства, кроме того, имеются простые глазки (чаще всего три). На голове помещаются разнообразно устроенные усики. Ротовые части у большинства видов грызущие, а у пчелиных - сосущие, причем сохраняются хорошо развитые мандибулы.
Особый интерес представляет строение грудного отдела и брюшка у подавляющего большинства (стебельчатые). В грудном отделе наибольшего развития достигает среднегрудь. К грудному отделу присоединяется первый членик брюшка, образуя с ним одно целое. Второй членик брюшка, очень суженный, образует перетяжку («талию»), соединяющую брюшко с грудью. У некоторых перепончатокрылых этот «стебелек» удлинен и в образовании его участвует не только второй, но и третий сегмент брюшка. Монолитная грудь, состоящая из прочно соединенных склеритов, обеспечивает прочную опору для сильных мышц, с которыми связана работа крыльев. Наличие стебелька обеспечивает чрезвычайную подвижность брюшка по отношению к груди. У стебельчатых брюшко может подворачиваться под грудь. Только у представителей сравнительно небольшого подотряда сидячебрюхих (пилильщики) стебелька нет, хотя брюшко довольно подвижно сочленено с грудью. У самок низших перепончатокрылых (пилильщиков, наездников) на брюшке имеется яйцеклад, а у высших (пчелиных)-жало, гомологичное яйцекладу.
Личинки у большинства перепончатокрылых червеобразные, безногие, со слабо развитой головой и без глаз, но у сидячебрюхих личинки гусеницеобразные, с тремя парами грудных ног и 6- 8 парами ложных брюшных ножек.
У перепончатокрылых наблюдается сильное развитие надглоточного ганглия, или головного мозга, особенно грибовидных тел. Доказано, что они являются ассоциативными центрами, поэтому их развитие определяет сложность поведения перепончатокрылых и возможность образования у них условных рефлексов.
Перепончатокрылые имеют большое значение в природе и хозяйстве человека. Очень велико значение перепончатокрылых как опылителей энтомофильных растений. Опыление многих растений из семейств мотыльковых, губоцветных, орхидей и других обеспечивается перепончатокрылыми, причем часто определенными видами. Среди перепончатокрылых много, несомненно, полезных для человека насекомых, начиная с медоносной пчелы и кончая наездниками, откладывающими яйца внутрь тела различных вредных насекомых. Однако многие перепончатокрылые являются вредными насекомыми. Таковы, например, пилильщики, орехотворки и др.
Отряд Перепончатокрылые Классификация
Отряд разделяется на два подотряда: 1. Сидячебрюхие (Symphyta); 2. Стебельчатые (Apocrita).
Подотряд 1. Сидячебрюхие (Symphyta).
Представлены двумя надсемействами -пилильщиков и рогохвостов, из которых первое наиболее многочисленное и вредоносное.
Пилильщики представляют собой большую группу, состоящую из нескольких семейств. Это обычно небольшие перепончатокрылые с некоторыми примитивными чертами организации: отсутствие стебелька, грызущие ротовые органы и более богатое, чем у других перепончатокрылых, жилкование крыльев. Название «пилильщики» вызвано тем, что самки имеют пилообразный яйцеклад, которым они пропиливают ткани растений для откладки яиц.
Личинки настоящих пилильщиков - ложногусеницы, живущие на растениях и объедающие листву или хвою, приобрели большое сходство с гусеницами бабочек. У ложногусениц настоящих пилильщиков имеется от 6 до 8 пар ложноножек, но они не снабжены коготками, как у бабочек. Личинки многих пилильщиков имеют хорошо развитые прядильные железки. Тонкими паутинными нитями, выделяемыми этими железками, они опутывают веточки и листья деревьев, например красноголовый пилильщик (Lyda erythrocephala), вредящий хвойным деревьям. Другие пилильщики заплетают коконы, в которых помещается куколка.
Сходство ложногусениц пилильщиков с гусеницами бабочек нельзя понимать как свидетельство филогенетической близости этих двух групп. Оно является лишь результатом параллелизма в развитии сходных приспособлений в связи с одинаковыми условиями жизни.
Среди пилильщиков есть серьезные вредители лесов и плодовых садов. Кроме упомянутого выше красноголового пилильщика, можно указать соснового пилильщика - вредителя хвойных, крыжовникового пилильщика, вишневого пилильщика, а также хлебных пилильщиков, самки которых откладывают яйца в стебли злаков. Безногие личинки стеблевых пилильщиков развиваются в стеблях растений и выедают их внутри. Личинки многих пилильщиков обладают интересным защитным приспособлением - способностью брызгать в приближающегося врага капельками гемолимфы через особые поры в теле. Надо полагать, что гемолимфа таких пилильщиков обладает ядовитыми свойствами.
Рогохвосты - одни из самых крупных перепончатокрылых. Конец брюшка рогохвоста вытянут в твердый отросток. Личинки живут в древесине, где делают широкие ходы.
Подотряд 2. Стебельчатые (Apocrita). Очень обширный подотряд, включает более 10 надсемейств. Сюда относятся наездники, орехотворки, муравьи, осообразные, складчатокрылые осы, пчелиные и др.
Надсемейство наездников. Так называется чрезвычайно интересная и практически очень важная группа насекомых, самки которых откладывают яйца в яйца, личинок и куколок различных насекомых. Личинки наездников безногие. Они питаются гемолимфой и тканями хозяина, в результате чего насекомое, поврежденное наездником, погибает. Это по времени совпадает с окукливанием личинок наездника. При этом личинка наездника пробуравливает покровы хозяина и выползает для окукливания наружу. Сами наездники представляют собой сравнительно мелких насекомых с длинными усиками, с крыльями, напоминающими крылья пилильщиков, но с несколько менее развитым жилкованием.
В отличие от пилильщиков брюшко у большинства наездников явно стебельчатое. У самок имеется хорошо развитый яйцеклад. Наездники - весьма полезные насекомые, помогающие человеку в борьбе с вредителями. Таков, например, Apanteles glomeratus, или белянковый мелкобрюх,- очень маленький наездник (всего около 3 мм длины), откладывающий яйца в гусениц капустной белянки. Его личинки питаются гемолимфой и тканями гусеницы, а затем пробуравливают покровы и окукливаются, завивая шелковистые кокончики. Гусеницы бабочки при этом погибают. Другие наездники поражают гусениц самых разнообразных вредителей. Так, наездник Apanteles fulvipes поражает гусениц непарного шелкопряда. Замечательны очень крупные (до 35 мм) эфиальты. Они имеют очень длинный яйцеклад, значительно превышающий длину их тела, и откладывают яйца в личинок жуков-дровосеков, пробуравливая яйцекладом кору и древесину. При этом самки находят личинок при помощи обоняния. Наездники рода Aphidius откладывают яйца в тлей. Большое положительное значение имеют наездники, откладывающие яйца в клещей - переносчиков болезней.
Близко к настоящим наездникам стоят другие полезные насекомые из «толстоножек», или халцидид. Это крошечные, перепончатокрылые (самые крупные из них от 0,5 до 1 мм длины), с очень редуцированным жилкованием крыльев. Многие из халцидид откладывают яички в яйца различных насекомых, главным образом бабочек-совок (капустная и другие совки, луговой мотылек и др.). Особенно интересны представители семейства трихограммид, в частности трихограмма (Trichogranima evanescens). Трихограмма откладывает яйца по одному в каждое яйцо хозяина (бабочек) и потому одной кладкой поражает значительное количество яиц. Теленомус откладывает яйца в яйца клопов-черепашек.
Наездники используются в качестве одного из эффективных средств борьбы с целым рядом вредных насекомых. Использование биологических методов борьбы с вредителями в последнее время все больше привлекает внимание и успешно применяется в России.
Надсемейство орехотворок. Систематически орехотворки близки к наездникам. Однако они являются не полезными, а, наоборот, вредными насекомыми, хотя причиняемый ими вред сравнительно невелик. На листьях и стеблях различных растений часто встречаются наросты разной формы и окраски. Это галлы, представляющие собой результат укола яйцекладом насекомого и ненормального разрастания тканей листа вследствие деятельности развивающихся в нем личинок. Галлы образуются различными насекомыми: тлями, двукрылыми насекомыми - галлицами, орехотворками. Последние образуют галлы не только на листьях, но и на стеблях и корнях. Особенно много различных галлов встречается на дубе. Всем известны шарообразные галлы «чернильные орешки» обыкновенной дубовой, или яблоковидной, орехотворки (Diplolepis folii). Как и многие другие галлы на дубовых листьях, они содержат дубильные вещества, чернеющие при соприкосновении с железом (лезвием ножа). Внутри галла можно найти развивающуюся личинку орехотворки. У некоторых орехотворок известен партеногенез и чередование поколений.
Надсемейство муравьиных. Муравьи принадлежат к общественным полиморфным насекомым, обладающим сложным поведением. Муравьи отличаются очень резко выраженным стебельчатым брюшком, длинными коленчатыми усиками и сильно развитыми мандибулами, которые могут действовать независимо от прочих ротовых частей и при закрытом рте. Эта особенность связана с тем, что мандибулы являются основным рабочим инструментом и вооружением муравья. Жало имеется не у всех муравьев, и если оно есть, то короткое. Зато связанная с жалом ядовитая железа всегда сильно развита. Ее секрет, выбрасываемый при раздражении муравья, обладает характерным запахом благодаря присутствию в нем муравьиной кислоты.
Муравьи устраивают свои гнезда самым разнообразным образом, чаще всего в земле или на ее поверхности, в дуплах, старых пнях и т. и. В некоторых случаях гнездо представляет собой очень сложную систему ходов и галерей, связанных с расширенными камерами, расположенных на различном уровне.
Личинки муравьев белые, безногие. Окукливание происходит в шелковистых коконах. Так называемые «муравьиные яйца», которые собирают для кормления мелких птиц, не что иное, как коконы с куколками муравьев.
Полиморфизм у муравьев выражен очень сильно. Рабочие муравьи всегда бескрылые. Самцы и самки крылатые, но самки после оплодотворения сами обламывают крылья (аутотомия). Часто, кроме рабочих муравьев, имеются еще солдаты, отличающиеся более сильным развитием головы и мандибул.
Функции рабочих муравьев очень сложны и многообразны: постройка муравейника и поддержание его в порядке и чистоте, уход за личинками и куколками, которых муравьи по нескольку раз в день перетаскивают из одной части муравейника в другую, в зависимости от погоды и времени суток, и т. д.
Помимо использования тлей из-за сладких испражнений и других насекомых, часто сожительствующих с муравьями, у муравьев наблюдается явление, называемое «рабовладельчеством». Так, кровавокрасный муравей (Formica sanguinea) совершает набеги на муравейники другого вида - темнобурого муравья (F. fusca) и уносит к себе в муравейник куколок для пополнения рабочего состава колонии. Часто образуются смешанные сообщества и другими путями: например, самка одного вида может попасть в муравейник другого вида и т. п. Самыми обычными у нас видами муравьев являются следующие.
Рыжие лесные муравьи (Formica rufa) очень полезны как истребители вредных насекомых и разрыхлители почвы. Они подлежат охране наряду с другими полезными животными. Это их постройки в виде больших муравьиных куч мы находим в лесу. Кроме того, у нас обычны и упомянутые выше темнобурый муравей (F. fusca) и кровавокрасный муравей (F. sanguinea). Часто встречается и самый крупный из муравьев средней полосы- муравей-древоточец (Camponotus herculeanus). Он гнездится в стволах деревьев и в пнях в лесу и парках. Повсюду распространен черный садовый муравей (Lasius niger). Он гнездится в земле, на огородах, в садах, у стен домов, в пнях деревьев. Садовый муравей часто забирается в дома, нападая на продукты, в особенности на сахар. Гнезда его можно найти чаще всего в земле. Рабочие муравьи достигают 4-5 мм длины. В домах и на складах водится домовый муравей (Monomorium pharaonis). Он отличается от садового муравья красновато-желтым цветом и меньшими размерами (длина 2 мм). Оба вида очень вредны.
Надсемейство осообразных. Осообразные всем хорошо известны и легко отличимы от других перепончатокрылых насекомых. Характерного представителя осообразных - обыкновенную осу - мы узнаем по более резко выраженной, в отличие от пчел, стебельчатости брюшка (осиная талия). Тело осы голое или покрыто редкими волосками. Для многих ос характерна темная окраска с желтыми, оранжевыми или красными полосами и пятнами. Она имеет значение предостерегающей окраски. Жало у самок и рабочих ос без зазубрин, и потому, в отличие от пчелиных, оса может жалить в мягкую кожу млекопитающего и человека много раз, так как оно легко вытаскивается обратно.
Среди ос много одиночных, устраивающих гнезда в земле, на откосах, в песке. Другая группа ос ведет общественный образ жизни. У них имеются рабочие особи, но не так сильно отличающиеся от самок, как у пчелиных.
Биология ос представляет большой интерес. Среди ос, как одиночных, так и общественных, наблюдаются самые разнообразные формы гнездования и выкармливания личинок. Некоторые одиночные осы (из семейства эвменид), устроив норку в земле, подвешивают в этой норке отложенные яйца, а затем таскают в нее парализованных уколом жала личинок насекомых. Другие, например песчаная аммофила (Ammophila sabulosa), устроив норку в песке, отправляется на поиски корма для будущей личинки. Найдя гусеницу бабочки, аммофила парализует ее последовательными уколами жала в каждый ганглий и затем тащит добычу в норку, куда затем откладывает яйцо, а норку засыпает песком. Есть одиночные осы, которые норок не делают, таковы, например, крупные осы сколии. Они роются в земле, отыскивают личинок жуков, парализуют их и откладывают на личинку яйцо. Выведшаяся личинка питается, поедая личинку жука, затем в земле же она и окукливается, окружая себя коконом.
К общественным осам относится наиболее известная и широко распространенная обыкновенная оса (Vespula vulgaris), черная с желтым рисунком. Она строит гнезда в брошенных норах грызунов. Лесная оса (V. silvestris) строит серые шаровидные гнезда на ветвях деревьев и кустарников, а обычная саксонская оса (V. sacsonica) подвешивает шаровидные или грушевидные гнезда на чердаках, под крышами сараев и на деревьях. Всем известна одна из крупнейших ос - шершень (Vespa crabro), чьи ужаления очень болезненны, а подчас и опасны.
Гнезда общественных ос бумажные. Осы не имеют воскоотделительных желез. Бумажную массу они приготовляют из старой древесины или коры, соскабливая ее и перерабатывая при помощи слюны.
Многие осы являются, бесспорно, полезными, так как уничтожают значительное количество личинок вредных насекомых (майских и других жуков, совок и т. п.). Осы посещают растения, причем, не обладая длинным хоботком, они выгрызают плоды или портят цветки. Шершень строит гнездо из бумажной массы, которую приготовляет из коры веточек деревьев. причиняя им значительный вред.
Литература
Малышей С. И., Становление перепончатокрылых и фазы их эволюции, И.- Л., 1966; Определитель насекомых европейской части России, т. 3 - Перепончатокрылые, часть 1-3, Л., 1978 -1981.
Отряд перепончатокрылых по числу видов уступает только жукам и бабочкам. Сюда относятся примитивные пилильщики и ложногусеницы, а также насекомые, имеющие более высокоорганизованную нервную систему и сложную биологию. К ним относятся: осы, домашние и дикие пчелы и все виды муравьев. Перепончатокрылые в биологическом методе борьбы с вредными насекомыми занимают ведущее место.
Характеристика перепончатокрылых
Перепончатокрылые - это, наверное, один из крупных отрядов насекомых, насчитывающий больше 150 тысяч видов. Они разные по величине - от 0,2 мм до 6 см. Многие из насекомых еще не изучены. Зрелые перепончатокрылые имеют две пары прозрачных, перепончатых крыльев. Причем передние более крупные, чем задние. Они интересны тем, что при полете образуют единую плоскость, сцепляясь вместе. У большей части насекомых крылья имеют несколько своеобразный радужный с переливом оттенок. Перепончатокрылые насекомые могут быть и бескрылыми, к ним относятся муравьи труженики, осы-немки и особи женского пола отдельных наездников. У насекомых этого отряда нижняя губа и челюсть сливаются вместе и вытягиваются, образуя хоботок, который они используют для питания нектаром.
Пчелы
К перепончатокрылым относятся медоносные пчелы, которые представляют особый интерес. Они встречаются как в диком, так и домашнем виде. Дикие - живут в лесу, обустраиваясь в дуплах лесных деревьев, заполняя трещины скал, и отыскивая другие пристанища. Доморощенные пчелы содержатся в ульях, которые могут иметь различную конструкцию. В составе пчелиной семьи есть матка, самцы-трутни, большое количество бесплодных самок, которые являются рабочими пчелами. На зиму в улье находится царица-матка и небольшое количество рабочих пчел, которые появились на свет в конце летнего периода.
С наступлением весеннего периода рабочие особи, которые относятся к перепончатокрылым насекомым, начинают строительство сот, имеющих ячейки в виде шестиугольника. Для постройки используют воск, который выделяют особые железы, находящиеся внизу брюшка. Одну часть ячеек рабочие труженицы заполняют пищей: медом и пыльцой цветов, а в другую - матка откладывает яйца. В самые маленькие ячейки, имеющие тонкие стенки, она помещает оплодотворенные яйца, для развития пчел тружениц. В более крупные и с толстыми стенками откладываются неоплодотворенные яйца для выращивания трутней. Особо крупные ячейки в форме чаши предназначаются для вывода маток. В них помещаются оплодотворенные яйца и когда появляется личинка, пчелы труженицы вскармливают их пчелиным молочком, медом и цветочной пыльцой.
В результате из личинок, пройдя все стадии развития, вырастают молодые матки. Одна из них за один день может отложить более тысячи яиц. Рабочие пчелы с наступлением лета трудятся по сбору нектара и пыльцы. В расширенном отделе пищевода или медовом желудке нектар превращается в мед. С появлением молодой королевы, старая и некоторые рабочие пчелы улетают из улья. Они ищут новое жилье. Для спаривания совершается брачный полет молодой матки и новых трутней. В пчелином спермоприемнике эякулят сохраняется довольно длительный промежуток времени. Он предназначен для осеменения нескольких тысяч яиц. Закончив брачный полет, трутни погибают, а матка возвращается в улей. Пчеловодство - это одна из важнейших отраслей сельского хозяйства. Одна семья пчел при благоприятных условиях дает до 300 кг меда и большое количество воска. Кроме этого, пчелы - хорошие опылители растений.
Шмели
От пчелы шмель (фото ниже) отличается толстым телом, которое покрыто волосками, и большими размерами. Он имеет яркую, красивую окраску. Самки по размерам превосходят самцов. Насекомое переносит количество пыльцы, равное своему весу. Личинок шмели кормят нектаром и медом, который сами делают.
Он жиже, чем пчелиный, светлее, легче и не такой сладкий и пахучий. Зимовать остаются только матки шмелей. Весной в земле они делают маленькие соты и выводят рабочих шмелей. Всю последующую работу делают только рабочие особи, матка освобождается для откладывания яиц. К осеннему периоду в гнезде нарождаются трутни и молодые матки. После периода спаривания трутни погибают, матки отыскивают укрытие на зимовку. Шмели (фото выше) являются прекрасными опылителями различных растений, особенно их привлекают поля с клевером. Зная это, сельхозработники по краям полей устанавливают маленькие ящики, где шмели могли бы устраивать гнезда.
Яйцееды
Насекомые по образу существования близки к наездникам. Это небольшого размера перепончатокрылые представители, которые яйцеклад осуществляют в яйца других насекомых. Появившиеся личинки яйцеедов, съедают личинки хозяев. В стране работает несколько биофабрик, которые каждый год выводят миллиарды яйцеедов и выпускают на поля.
Муравьи
Характерный признак муравьев, отличающий их от других перепончатокрылых - это тонкий стебелек между грудью и брюшком. У всех остальных представителей из отряда насекомых перепончатокрылых, брюшко прикреплено к груди. Расселяются и размножаются муравьи следующим образом. Один раз в год в гнезде появляются муравьи с крыльями. Это молодая поросль самцов и самок. В один из теплых дней осени, иногда после дождя, над муравьиными гнездами появляется целое облако крылатых муравьев. Большое количество разных птиц в это время поедает их в это время. Оплодотворение происходит в воздухе и на земле. После этого самцы погибают, а самки отгрызают крылья и ищут место для нового гнезда. Они роют небольшие ямки и откладывают около десятка яиц. После того как вылупятся из них личинки, они начинают их кормить выделениями слюнных желез. Вскоре вырастают рабочие муравьи, которые всю работы берут на себя, а в обязанности самки входит только откладка яиц.
В пищу перепончатокрылые муравьи употребляют различных насекомых, грибы, семена растений, экскременты тлей. Муравьи охраняют тлей от вредителей, а на зиму уносят в муравейник за их сладкие экскременты. Муравьи в основном живут в земле. Их гнезда имеют много камер, которые соединяются ходами, идущими в глубину на несколько метров. Многие земляные муравьи перемешивают, рыхлят и удобряют почву. Некоторые их виды используют для борьбы с вредителями растений. Есть и такие муравьи, которые портят древесину и вредят сельскохозяйственным растениям.
Отличие осы от пчелы
Эти насекомые принадлежат к одному отряду перепончатокрылых, но имеют очень много различий. Внешние отличия насекомых осы и пчелы:
- конфигурация тела. Тело пчелы имеет вид торпеды;
- переход между брюшком и грудью. У осы более узкий переход от грудной части к брюшку;
- покров тела. У пчелы густой волосяной покров, а оса имеет гладкий корпус;
- лапки. У осы они более тонкие и длинные, желтого цвета. У пчелы - черные;
- окрас тела. Оса черно-желтого цвета, а пчела более темная.
Как пчела, так и оса общественные насекомые. Пчелы больше заботятся об улье, личинках и матке. Осы оберегают свое потомство и матку, но и сами могут напасть на других насекомых. Человека пчелы обеспечивают многими полезными веществами, а осы часто беспричинно жалят, нападают на ульи, портят урожаи. Пчела жалит только в крайних случаях и после укуса погибает, а вот оса может жалить сколько угодно раз и это ей ничем не грозит. Насекомые, относящиеся к одному отряду, имеют общие черты, но на самом деле они очень разные как внешне, так и по образу жизни.
Особенности перепончатокрылых
Отличительные черты перепончатокрылых:
Для сбора насекомых широко используют сачок из плотной ткани. Пчелиных собирают на цветках, куда они прилетают за нектаром и пыльцой. Лучшие места для их сбора - это луга и лесные опушки с большим количеством цветущих растений. Жалоносных можно собирать и у мест их гнездования. Поймать их можно даже с добычей. При монтировке ее можно наколоть вместе с насекомым на одну булавку. Муравьев собирают около мест их гнездования. Ловят их пинцетом или маленькой кистью, которую смачивают в спирте.
Некоторые перепончатокрылые (осы, наездники) летят на свет, поэтому для их сбора можно использовать светоловушки. Замаривают насекомых хлороформом или эфиром. В местах сбора их хранят на слоях ваты. Спиртовой раствор лучше не использовать при обработке. Он портит материал и возникают проблемы при монтировке. Лучше монтировать свежепойманных перепончатокрылых. Крупных насекомых (пчел, шмелей, ос) сразу прикалывают на булавку. Мелких и муравьев наклеивают на тонкий картон, расправляя ноги в сторону. Так, они легче сохраняются.
В заключение
Только 0,5 % перепончатокрылых насекомых наносят вред человеку. Остальные помогают ему при ведении сельского и лесного хозяйства.
Так, наездников человек использует для борьбы с вредителями-насекомыми лесных и сельскохозяйственных культур. Доморощенные пчелы снабжают людей медом, воском, прополисом, маточным молоком, кроме того, опыляют огородные и садовые культуры. Шмели и лесные пчелы - главные переносчики пыльцы с диких и культурных насаждений.
Из этого урока вы узнаете об удивительных насекомых, которые создавали огромные трудовые сообщества задолго до появления человека на Земле - перепончатокрылых. Вы узнаете о пчелах, осах, муравьях и их родственниках, о том, как устроены их колонии и чем занимаются разные особи в колониях. Также на уроке будет идти речь о том, как и для чего осы делают бумагу, пчелы - мед, а муравьи занимаются сельским хозяйством и скотоводством. Вы откроете для себя мир сидячебрюхих и стебельчатобрюхих перепончатокрылых и узнаете, чем отличается жало пчелы от жала осы, а также для чего муравьям муравьиная кислота. Кто такие наездники и пилильщики? Почему слово «трутень» ругательное? Чем гудят шмели? Бывают ли муравьи медоносными? На эти и другие вопросы вы получите исчерпывающие ответы в ходе урока.
Тема урока: «Наиболее обильный видами отряд насекомых - Перепончатокрылые».
Цель урока - дать основную характеристику отряда и двух его подотрядов, а также обсудить нескольких характерных представителей.
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. Переднее крыло 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. Личинка 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
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.
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
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.
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.
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.
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. Японские шершни
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
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
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.
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?
Смотрите видеоурок по теме Перепончатокрылые насекомые.
Перепончатокрылые — это насекомые с полным превращением, то есть в их цикле развития присутствуют следующие стадии — яйцо, личинка, куколка и взрослое насекомое или имаго.
У перепончатокрылых насекомых есть две пары крыльев, первая пара крупнее первой. Крылья расположены на втором и третьем грудных сегментах и имеют множество жилок (перепонок), отсюда и название — перепончатокрылые.
Перепончатокрылые имеют две пары крыльев
Голова подвижно соединена с туловищем, на голове расположен ротовой аппарат, который в зависимости от вида и способа питания насекомого может быть грызущего, грызуще-лижущего или лакающего типов. Также на голове расположены два усика.
Оса относится к отряду перепончатокрылых
К перепончатокрылым насекомым относятся:
- шмели
- пчелы
- муравьи
- наездники
Медоносная пчела
Одним из представителей отряда перепончатокрылых является медоносная пчела. Пчелы — это коллективные насекомые, которые живут большими семьями. В семье может быть до 70 тысяч насекомых. В семье есть крупная самка — матка, самцы — трутни и рабочие пчелы — недоразвитые самки. Яйцеклад рабочих пчел превращен в жало, которое устроено таким образом, что после нападения пчелы жало застревает в теле жертвы и вырывается вместе с частью внутренних органов, в результате чего пчела погибает.
Самка обладает высокой способностью к воспроизведению, в день она откладывает до тысячи яиц. Весной самка откладывает яйца по одному в каждую ячейку сот, в мелких ячейках созревают рабочие пчелы, в яцейках покрупнее — гаплоидые самцы, а в самых крупных — будущие матки. После того, как из яиц вылупляются личинки — рабочие пчелы начинают кормить их маточным молочком, которое выделяется специальными железами на их верхних челюстях. Маток рабочие пчелы продолжают кормить маточным молочком всю жизнь, а личинок рабочих пчел и трутней — 5 дней, после чего их начинают кормить пергой. Перга — это смесь пыльцы и меда. Мед образуется в зобе рабочих пчел из нектара. Пыльца налипает на покрывающие тело пчел волоски, когда они перелетают с цветка на цветок, затем они собирают ее в корзиночки, расположенные на последней паре ног. Внутри ячеек сот личинки строят кокон и окукливаются, из куколок выходят молодые пчелы. Перед выходом из ячейки новой матки старая матка с частью рабочих пчел вылетает из улья и образует новый, этот процесс называется роение. После выхода из кокона молодая матка вылетает из улья вместе с трутнями, происходит оплодотворение, после чего она возвращается в улей. В семяприемниках пчелы-матки сперматозоиды остаются живыми до нескольких месяцев. Поведение пчел основано на инстинктах, к инстинктам относятся строительство сот, уход за личинками, подготовка к зимовке.
Еще одним представителем отряда перепончатокрылых насекомых являются муравьи. Муравьи — это тоже общественные насекомые, они живут семьями, состоящими из нескольких тысяч насекомых. В семье есть крылатые особи — это самки-основательницы и самцы. Основную массу семьи составляют бескрылые рабочие муравьи — недоразвитые самки. Оплодотворение происходит вне муравейника, после оплодотворения самцы погибают, а самки теряют крылья и возвращаются в муравейник и начинает откладывать яйца. Из яиц выходят личинки, которые затем окукливаются, из куколки выходят молодые муравьи. Зимой муравьи обитают в подземной части муравейника, где сохраняется постоянная температура.