Кубышки саранчовых различных жизненных форм окрестностей города Борисоглебска

                                    СОДЕРЖАНИЕ           

          Введение………………………………………………………………….………………..……….…3

          Краткая характеристика………………………………………………………….…….………4

    Глава 1:  Материалы и методы исследований……………………..…………6

1. Методика сбора объектов для изучения………………………….………..6
2. Методы исследования группировок саранчовых……………………..9
3. Группировки саранчовых исследуемого района…………...……9
4. Метод наблюдения за передвижением саранчовых………….…….11
5. Метод наблюдения за питанием саранчовых……………………..…….12
6. Методы изучения суточной активности саранчовых…………….……12

    Глава 2: Морфология саранчовых…………………………………………………..13

          2.1 Внешнее строение………………………………………………………………………..13

                2.1.1 Строение головы………………………………………………………….……..13

                2.1.2 Строение груди………………………………………….…………..……………15

                2.1.3 Строение и типы ног………………………………………………..………….16

                2.1.4 Жилкование крыльев……………………………………………..………….18

                2.1.5 Строение брюшка…………………………………………………..…………..20

          2.2 Внутреннее строение физиологии саранчовых……………..……………22

                2.2.1 Кожные покровы и их производные……………….………………..22

                2.2.2 Пищеварительная система……………………….………….…………….24

                2.2.3 Кровеносная система…………………………………………..……………..25

                2.2.4 Дыхательная система…………………………………………..……………..25

                2.2.5 Выделительная система……………………………………….…………….26

                2.2.6 Нервная система и органы чувств……………………….……………..27

                2.2.7 Половая система…………………………………………………….…………..28

          2.3 Фазы развития саранчовых……………………………………..……..…………..31   2.3.1 Экология и жизненные формы саранчовых…………….…..…..35

Глава 3: Строение кубышек саранчовых…………………………………………………………37

      3.1 Класс хортобионты ……………………………………………………………………...37

      3.2 Класс геофилы …………………………………………………………………………..…51

      3.3 Класс фитофилы………………………………………………………………………...…57

3.4 Общая характеристика кубышек разных жизненных форм саранчовых……………………………………………………………………………………………..……….59

3.4.1 Строение  кубышек геофилов………………………………………………………..59

3.4.2 Строение кубышек хортобионтов………………………………………………….60

3.4.3 Строение кубышек фитофилов……………………………………………………..60

3.5 Сравнительный анализ кубышек разных жизненных форм саранчовых………………………………………………………………………………………………………61

Выводы…………………………………………………………………………………………………………….62

Приложение………………………………………………………………………………….…………….…..66

Список литературы……………………………………………………………………………………..……67

ВВЕДЕНИЕ   

   Несмотря на неуклонное повышение культуры земледелия в нашей стране, все же ущерб, наносимый вредными насекомыми, продолжает оставаться значительным. Ввод в эксплуатацию в 1986-2000гг. новых больших орошаемых и осушаемых площадей вызвал коренное изменение видовых комплексов, что, в свою очередь, повлекло появление ряда новых вредоносных видов, а также вспышки численности известных вредителей.

   Первые сведения о саранче в России датируются в России 1008г. При несовершенных методах борьбы потери в сельском хозяйстве даже в начале XX столетия достигали огромных размеров. В наше время угроза гибели посевов от вредных саранчовых может быть сведена к минимуму, если имеющиеся средства борьбы применены своевременно и правильно. Поэтому необходим регулярный и тщательный контроль за состоянием и численностью этих вредителей.

   Состав вредоносных видов саранчовых, населяющих территорию бывшего  СССР достаточно велик и разнообразен, их список, по сводке Академии  Наук СССР (Мищенко, 1972г., насчитывает  более 200 видов, способных повреждать растения, имеющие хозяйственную ценность.)

   В настоящее время по распределению  саранчовых в различных физико-географических  районах страны имеется обширная  литература. Но целый ряд вопросов  динамики популяций, прогноза  численности, периодичности массовых размножений остается невыясненным. Правильность прогноза возможна лишь при знании всего цикла развития насекомого, а изучение биологии любого вида животного всегда начинается с установления его видовой принадлежности. Для взрослых саранчовых существует целый ряд определителей, тогда как по кубышкам таких работ практически нет (Л. С. Зимин 1938г.) С другой стороны, сейчас накоплен новый материал по многим видам саранчовых.

Саранчовые - как объект научных исследований, всегда привлекали к себе внимание ученых. Саранчовые издавна известны как вредители сельского хозяйства. Угроза с их стороны реальна и в настоящее время. Ежегодный ущерб сельскому хозяйству исчисляется миллионами рублей. По данным Борисоглебской станции защиты растений в Воронежской области с 1999 по 2002 гг. произошел резкий подъем численности саранчи, зона поражения охватила Борисоглебский, Грибановский, Новохоперский, Поворинский районы. Обработано ядохимикатами около 40 тыс. га., на борьбу с этим опасным вредителем потрачено около 4 млн. рублей.

   Кроме того, благоприятные погодные  условия последних лет способствовали резкому подъему численности не стадных видов (родов Chorthippus Fieb., Omocestus l. Bol., Glyptobothris Chop., Dociostaurus Fieb. и др.) во многих районах юга европейской части России. Все это свидетельствует о том, что в экологии и поведении саранчовых существует много неясного. Одна из задач данной курсовой работы – донести информацию о морфологии, биологии и экологии  саранчовых с описанием вредоносной деятельности отдельных видов. 

КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

Все саранчовые Центрально-Черноземного Региона России относятся к одному семейству Acrididae. Это самое обширное семейство прямокрылых. В пределах бывшего СССР насчитывается более 450 видов. Голова этих насекомых разнообразной формы – овальная, треугольная, коническая. Усики короткие, обычно не длиннее половины длины тела, нитевидные, мечевидные или булавовидные, 19-26  члениковые.  Переднеспинка с хорошо развитыми боковыми лопастями, без длинного, прикрывающего брюшко отростка. Верх, или диск переднеспинки, часто с продольным килем посередине, нередко также с боковыми килями. Диск (верх) переднеспинки пересечен 1-3 поперечными бороздками, из которых всегда развита задняя (основная) бороздка. Часть переднеспинки, расположенная перед основной поперечной бороздкой, называется - прозоной, задняя часть – метазоной. Среднегрудь и заднегрудь тесно слиты и образуют грудную пластинку, поперечная бороздка на ней сильно изогнута. Надкрылья и крылья вполне развиты или укорочены, иногда отсутствуют. Между продольными жилками надкрылий располагается серия полей, называемых по проходящей спереди жилке: костальное, субкостальное, радиальное или медиальное, кубитальное. Если костальная жилка проходит несколько отступая от переднего края надкрылья, то находящееся перед ней поле называют прекостальным или передним. В срединном поле нередко развита не имеющая корня ложная срединная жилка, являющаяся частью органа стрекотания. На боковых сторонах 1-го сегмента брюшка имеется орган слуха в виде отверстия, загнутого перепонкой. У бескрылых форм орган слуха может отсутствовать. Передние ноги ходильные, с 3-мя члениковыми лапками, задние ноги прыгательные. Яйцеклад с 4 короткими крючковидными или пиловидными створками. Все саранчовые растительноядные насекомые. Среди них много вредителей сельского хозяйства.

Цель  исследований – Изучить кубышки жизненных форм саранчовых окрестностей города Борисоглебска.

Задачи:

1. Установить видовой состав саранчовых окрестностей города Борисоглебска.
2. Выяснить  основные классы жизненных форм саранчовых района исследований.
3. Описать кубышки саранчовых окрестностей города Борисоглебска.
4. Систематизировать материал по основным классам жизненных форм саранчовых.
5. Установить морфологические отличия кубышек саранчовых разных жизненных форм.

Гипотеза  исследований – Кубышки саранчовых разных жизненных форм могут различаться по строению, местам залегания и количеству яиц.

Объект  исследований – Саранчовые окрестностей города Борисоглебска.

Предмет исследований – Кубышки саранчовых разных жизненных форм окрестностей города Борисоглебска. 

ГЛАВА 1 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

   Основным этапом любых биологических  исследований является правильное определение объекта, с которым работает исследователь. В природе определить живой организм бывает часто затруднительно, поэтому в процессе исследований животных часто отлавливают и усыпляют 

1.1 МЕТОДИКА СБОРА ОБЪЕКТОВ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ

   Для сбора и дальнейшего исследования саранчовых используют метод кошение энтомологическим сачком (диаметром 40см). Сачком совершают резкие взмахи по траве и молодым побегам кустарников. При этом обруч сачка должен следовать по восьмиобразной траектории. После серии взмахов его располагают таким образом, чтобы капроновая материя повисла на обруче и не позволяла попавшим туда насекомым выползать, или вылетать. Кошение целесообразно после высыхания капель росы или дождя, двигаться необходимо против солнца и ветра т.к. тень может вспугнуть насекомых, а ветер вывернуть мешок сачка. Собранных саранчовых помещают в морилку – небольшую стеклянную банку 100-250мл с плотно прилегающей крышкой. В банку помещают сложенные гармошкой полоски фильтровальной бумаги, которые по мере намокания меняют на новые. На дно морилки помещают кусочек ваты, марли или поролона смоченного в эфире, дихлорэтане, хлороформе. Следует помнить о ядовитости этих химических веществ. По мере высыхания ваты пропитку повторяют. Во время отлова саранчовых необходимо иметь несколько морилок, по одной на каждый исследуемый биогеоценоз. После умерщвления саранчовых помещают на ватные матрасики, имеющие толщину 5-7мм, сверху кладут бумажный лист. Сборы из разных мест или в разные дни отмечают на листе. Затем матрасики складывают в коробки. В таком виде их можно хранить и транспортировать. Для того чтобы материал в полевых условиях не заплесневел, на ватные матрасики рекомендуется насыпать стрептоцид.

   Следующий этап работы это  расправление саранчовых и их  накалывание, если материал успел  высохнуть насекомых необходимо  намочить. Для этого саранчовых  помещают в наглухо закрытый  сосуд, насыщенный влагой. На дно  сосуда насыпают слой речного  песка толщиной 1-2см. песок предварительно тщательно промывают в воде и затем прокаливают на огне. После этого песок насыпают на дно стеклянной банки, разравнивают, плотно утрамбовывают и заливают кипяченой водой. Воды следует наливать немного, чтобы она не выступала на поверхность песка. Песок должен быть постоянно влажным, для этого время от времени следует доливать воду.

   Сверху песок застилается двумя слоями фильтровальной бумаги, чтобы предотвратить налет плесени на насекомых на дно сосуда следует положить несколько кристаллов карбоновой кислоты. Банка для размачивания саранчовых должна быть плотно закрыта. Если саранчовые легко снимаются с салфетки, то их осторожно пинцетом снимают на лист бумаги и кладут в стеклянный сосуд. Сверху насекомых накрывают этикеткой, на которой записывают данные о месте сбора. Время размачивания устанавливается в зависимости от размера саранчовых и составляет приблизительно сутки. При этом необходимо проверять степень размягчения покровов по подвижности усиков или конечностей.

   После размачивания, накалывают  саранчовых на энтомологическую  булавку. При накалывании расстояние от головки булавки до насекомого должно быть не менее 1см.

   Этикетки для некоторых насекомых  принято писать только тушью,  на маленьких (20х10мм) прямоугольниках плотной белой бумаги. После определения вида саранчового,  пишется определительная этикетка. Обе этикетки накалываются на нижнюю часть бумаги – верхняя является географической, а нижняя определительной.

   В результате определения составляется  список видов, характерных для  района исследований.

    Таким образом, с помощью метода  кошения и дальнейшей обработки  материала можно установить видовой состав саранчовых района исследований. Метод используется, когда площадь исследуемой территории превышает 1 Га, а травянистая растительность не выше 40-50см и распределена на площади более или менее равномерно.

   Для определения фауны конкретного  региона необходимо собрать саранчовых в течение весенне-летне-осеннего периода. Это связано с циклом развития саранчовых, среди которых выделяются такие фенологические группы, как весенне-летние, летние, летне-осенние. Поэтому состав группировок в течение сезона может меняться. Во время сбора саранчовых следует охватить большее количество биотопов с разным гидротермическим режимом. Определив собранный материал, можно составить видовой кадастр саранчовых района исследований. Метод «кошение энтомологическим сачком» позволяет выяснить качественные характеристики изучаемых популяций и сообществ. К количественным методам изучения саранчовых относятся учеты за единицу времени и на единицу площади.

   В энтомологических исследованиях  метод учета за единицу времени  используют для получения сравнительных данных о группировках саранчовых разных биотопов или ландшафтных зон. Согласно этому методу, саранчовых отлавливают стандартным энтомологическим сачком (диаметром 40см) в течение определенного промежутка времени, не менее 15 минут. Далее результаты перечисляются на 1 час. При проведении учетов погода должна быть ясной, солнечной, без сильного ветра.

   При изучении экологии саранчовых  необходимо использовать разные  методы исследований. Так, метод кошения энтомологическим сачком должен сочетаться с методом учета численности на время и на трансектах. Только тогда можно получить наиболее полное представление о видовом составе, численности видов, структуре сообществ и популяций. 

1.2 МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ГРУППИРОВОК САРАНЧОВЫХ

   Разные методы учета численности саранчовых часто используют при изучении группировок саранчовых. Саранчовые тесно связаны с определенным типом растительности, поэтому распределение многих из них зависит от соотношения видов растений в растительных формациях, высоты травостоя и проективного покрытия. Совокупность видов, связанных с определенным биотопом или типом растительности, тем более разнообразна по видовому составу группировка саранчовых. 
 
 

1.3 ГРУППИРОВКИ САРАНЧОВЫХ ИССЛЕДУЕМОГО РАЙОНА

   На исследуемой территории необходимо  выделить несколько биогеоценозов. Такие биогеоценозы могут быть выделены по месту их расположения (луг, поляна, опушка), по видовому составу, высоте растительности (злаково-разнотравный луг, злаковый луг, солонцовая поляна и т.д.).

   В выбранных биогеоценозах собирают  доминирующие виды растений, определяем высоту травостоя и проективное покрытие площади травянистыми растениями. Все данные заносятся в дневник.

   Обилие саранчовых устанавливается  методом кошения энтомологическим  сачком на время. Пойманных  саранчовых складывают в морилку,  поэтому необходимо иметь несколько  морилок , т.к. при высокой численности  саранчовых они быстро заполняются.

   При обработке материалов учетов  используют показатель обилия  шкал:

М –  вид массовый

Ч –  часто

Р –  вид редкий

Ед –  единичный

   Доминантными формами (Д) в  ортоптероидных группировках считаются  виды, составляющие 16%, а субдоминантными  от 4% до 16% от общего количества собранных экземпляров. Массовые виды всегда являются доминантными.

   При исследовании численности  саранчовых учитываются только  имаго, но попавших в учет  личинок также необходимо собирать, эти данные можно использовать для изучения возрастной структуры популяций и сообществ. Учеты численности проводятся в течение лета с интервалом в 10-12 дней.

   Выполнив учеты численности, приступаем  к изучению видового состава  саранчовых методом кошения энтомологическим  сачком. 

4.  МЕТОД НАБЛЮДЕНИЯ ЗА ПЕРЕДВИЖЕНИЕМ САРАНЧОВЫХ

   На территории исследования выделяют  несколько дискретных участков, на которых проводятся последовательные  наблюдения за 10 самцами и 10 самками каждого вида саранчовых. Важным условием проведения работы является правильное определение видов и жизненных форм саранчовых и визуальное отличие их в природе.

   В процессе наблюдения за саранчовыми  в природе определяется длина  прыжков и полета, а также их  направление и траектория. При  этом необходимо учитывать не только горизонтальные перемещения и время полета. Данные параметры устанавливаются поочередно для каждой самки и самца исследуемого вида. Результаты заносятся в дневник в виде таблиц и графиков.

   Завершив полевые наблюдения, саранчовых  отлавливают и взвешивают на  аптечных весах. Затем определяем  нагрузку на крыло каждой жизненной  формы. Для этого вычисляем  площадь крыла и надкрылья,  на бумагу наносим их контуры, которые затем вырезаем. Необходимо взвесить контрольный кусочек бумаги площадью 1см². этот вес соотносится с весом вырезанных контуров. Нагрузка на крыло вычисляется делением веса тела на площадь крыла.

   Выводы делаются соответственно  цели исследования. Полученные результаты оформляются в виде доклада. 
 

1.5 МЕТОД НАБЛЮДЕНИЯ ЗА ПИТАНИЕМ САРАНЧОВЫХ

   Саранчовые как первичные консументы  играют ведущую роль среди  потребителей фитомассы биогеоценоза, отчуждая и используя в пищу 30% ее общего прироста. Интенсивность питания саранчовых зависит от их возраста, т.е. с каждым последующим возрастом количество поедаемой пищи увеличивается. Из абиотических факторов окружающей среды наибольшее влияние на питание саранчовых оказывает температура, влажность, свет. Другая важная роль саранчовых в биогеоценозе – ускорение минерализации растительной массы. При поедании части растений измельчаются и в кишечнике саранчовых частично перевариваются преобразуются в экскременты, минерализация которых проходит значительно быстрее, чем растительного опада.  

1.6 МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ СУТОЧНОЙ АКТИВНОСТИ САРАНЧОВЫХ

   Наиболее простой метод исследования  суточной активности саранчовых  основан на количественных учетах  с помощью кошения энтомологическим  сачком диаметром 40см. Учеты необходимо  проводить в течение суток  каждые 3 часа. Суммарное количество насекомых отловленных в течение суток, сильно колеблется, что связано с их суточной активностью. Наибольшая численность и биомасса отловленных саранчовых оказывается в вечерние, утренние часы, наименьшая в дневные. Сбор падает с повышением освещенности, температуры и понижением влажности, когда активность саранчовых максимальна.

   Саранчовые это пойкилотермные  животные, поэтому их суточная  активность тесно связана с экологическими факторами окружающей среды. В этой связи изучение суточной активности саранчовых с помощью физических приборов, отражает реальную картину влияния экологических факторов на их образ жизни. 
 

ГЛАВА 2. МОРФОЛОГИЯ САРАНЧОВЫХ

2.1 ВНЕШНЕЕ  СТРОЕНИЕ.

Саранчовые  обладают всеми характерными признаками насекомых Отряда Прямокрылые: неполным превращением , удлиненным телом, прыгательными ногами ,грызущим ,направленным вниз ротовым аппаратом, сильно развитой переднеспинкой, прикрывающей грудь сверху и с боков, узкими надкрыльями и более широкими веерообразно складывающимися крыльями. 

2.1.1 СТРОЕНИЕ ГОЛОВЫ

Голова  обычно овальной ,реже конической формы. Передняя поверхность головы называется лбом. Вдоль середины лба проходит   приподнятое лобное ребро, в средней  части лобного ребра расположен простой глазок, другие глазки находятся  по бокам верхней части лба  у переднего края сложных глаз.

Снизу под сложным глазом идет вдавленная линия – подглазная бороздка, отделяющая боковую часть лба от расположенной  сзади щеки. Верхняя часть лба  граничит с теменем. Темя составляет верхнюю часть головы, которая  располагается между сложными глазами. Сзади темя граничит с затылком. Передняя часть темени, расположенная  между сложными глазами, называется вершиной темени.

Поверхность темени иногда несет по середине возвышенное  продольное ребрышко – теменной киль. Боковые края вершины темени могут быть острыми, притупленными или имеют вдавливания – теменные ямки. Теменные ямки могут иметь четырех, треугольную, округлую или неправильную форму   Нижний край лба граничит с особой поперечной пластинкой – наличником. Снизу наличник примыкает к подвижной поперечной пластинки – верхней губе, прикрывающей сверху ротовые органы.

   Придатками головы являются усики  и ротовые органы. По форме  усики могут быть нитевидными – тонкими по всей длине и одинаковой толщины, булавовидными – утолщенными на вершине, мечевидными – уплощенными и расширенными у основания, а к вершине суживающимися. Строение длинноусиков широко используется в систематике саранчовых.  
 

2.1.2 СТРОЕНИЕ ГРУДИ

Скелетной основой сегментов тела является кутикулярное кольцо. Серия таких колец и образует скелет груди и брюшка. Каждое кольцо делится на четыре скелетные пластинки (склериты) или полукольца: спинное или верхнее полукольцо, называется тергит; брюшное или нижнее полукольцо – стернит; пара мягких боковых стенок называется плейритами. Грудь состоит из трех сегментов: переднее- средне- и заднегруди. Переднегрудь развита сильнее остальных сегментов и покрыта сверху и по бокам большой пластинкой – переднеспинкой.  Переднеспинка может быть: цилиндрической, конической (суженной вперед), седловидной (в передней части более или менее цилиндрической, а в задней расширенной), крышевидной (продольно-двускатной), перетянутой (суженной в средней части и расширенной вперед и назад) или иной формы. Верхняя часть переднеспинки называется диском, а свешивающиеся по бокам пластинки – боковыми лопастями диск почти всегда имеет проходящее вдоль середины выпуклое ребрышко – срединный киль.

   По бокам диска имеются продольные боковые кили – по одному с каждой стороны. Срединный киль может быть или низким, линейным, приподнятым в виде цельного или расчлененного на лопасти гребня. Боковые кили никогда не бывают очень высокими, они могут быть прямыми или вогнутыми в средние части. Поверхность переднеспинки обычно пересечена одной-тремя поперечными бороздками, степень развития которых может быть различной. Либо они глубоко рассекают срединный киль, если он высокий, либо слабонамеченный (особенно две передние бороздки). Задняя поперечная бороздка обычно выражении сильнее двух передних и называется основной она делит переднеспинку на две части – переднюю, или прозону, и заднюю, или метазону. Нижняя часть переднегруди, или переднегрудка несет переднюю пару ног и имеет большое значение в систематике саранчовых. Участок переднегруди между основаниями передних ног может быть ровным или иметь небольшой бугорок, или несет сильный выступ различной формы.

   Каждый плеврит груди делится  косым швом на две пластики  – переднюю (эпистерн) и заднюю (эпимер). Средне и заднегрудь сверху  несут крылья. Верхние части средне  и заднегруди называются средне  и заднеспинка. Нижние полукольца средне и заднегруди называются средне – и заднегрудка, они тесно слиты между собой и образуют общую грудную пластинку. Средне и заднегрудка при помощи поперечной бороздки отделены друг от друга. 

2.1.3 СТРОЕНИЕ И ТИПЫ НОГ

   Каждый сегмент груди несет по одной паре ног. Каждая пара ног состоит из основного членика – тазика с помощью которого нога подвижно прикрепляется к боковой стенки груди, маленького и плохо заметного членика – вертлуга, подвижно соединенного с тазиком и малоподвижно с бедром, длинного бедра – самый мощной и обычно крупной части ноги. Сочленение бедра с голенью называется коленным, а прилегающая к голени часть бедра – коленом. Голень сходна по длине с бедром, но тоньше его, не редко вооружена шипами, а на вершине шпорами. Передние две пары ног являются ходильными, сходны между собой по величине и пропорциям отдельных частей и всегда меньше задней пары. Задняя пара является прыгательной и отличается сильно утолщенными бедрами, наличием двух рядов шипов на голенях – наружного и внутреннего и более длинными лапками. Вдоль задних бедер проходят кили – верхний и нижний. Между ними находиться плоскость с перисто расположенными площадками; иногда площадки несут неправильно расположенные бугорки и ребрышки.

  Голени обычно тоньше бедер и на вершине несут две пары подвижных шпор, располагающихся под лапкой или по бокам ее. Лапки саранчовых в большинстве 3х члениковые. Первый, наиболее длинный членик лапки имеет 3 выпуклые подушечки которые при невнимательном рассмотрении могут быть приняты за отдельные членики. Последний членик лапки несет пару одинаковых коготков. Между коготками находится округлая присоска. У некоторых видов присоска слабая, короче коготков, например у саранчовых обитающих на поверхности почвы.