ЛЕСНАЯ ЭНТОМОЛОГИЯ
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Брянская государственная инженерно-технологическая академия»
Утверждены научно-методическим
советом БГИТА
28 октября 2012г
Протокол № 8
ЛЕСНАЯ ЭНТОМОЛОГИЯ
Методические указания к лабораторным занятиям и самостоятельной работе студентов, обучающихся по направлению
Подготовки бакалавров
Лесное дело
СИСТЕМАТИКА НАСЕКОМЫХ
Брянск 2012 Лесная энтомология. Методические указания к лабораторным занятиям и самостоятельной работе студентов, обучающихся по…Ведение
Данные методические рекомендации, являясь рекомендациями к проведению лабораторных занятий, одновременно являются и методическим пособием для… При выполнении лабораторного практикума широко используются обширные…Основы классификации насекомых
Насекомые – самая крупная группа животных организмов на планете по различным оценкам насчитывает от 1 млн. видов до 7 млн.
Систематика – средство овладения гигантским разнообразием форм жизни. Её задача – установление степени родства и объединение групп организмов в соподчиненные систематические категории. Из-за громадного видового разнообразия, систематика насекомых сложна и использует систему систематических категорий (таксонов), как основных, так и дополнительных.
Основная таксономическая единица – вид. Вид – обособленная система сходных особей, владеющих определенным ареалом и дающих при скрещивании плодовитое потомство, сходное по фено- и генотипу с родителями.
Таксоны систематики насекомых: Класс – подкласс – инфракласс – отдел – надотряд – отряд – подотряд - надсемейство – семейство – триба – род – подрод – вид – подвид – экотип – морфа.
Вид не утрачивает своей сущности до тех пор, пока его адаптивная изменчивость не выходит за определенные количественные рамки, иначе он становится другим качеством, другим видом.
Еще с XVII делались попытки классифицировать многообразие насекомых прежде всего по особенностям строения, типам ротовых аппаратов, особенностям метаморфоза, жилкования и складывания крыльев в покое. К настоящему времени, на основе всего научного арсенала с использованием морфологии, анатомии, гистологии, строения клеток, хромосомного и генного анализа выявлены родственные связи множества насаекомых, что и позволяет объединить их в родственные группы.
В систематике насекомых нашли отражение основные принципы эволюции:
1. Принцип ароморфоза (революционное преобразование) – появление крыльев. Класс насекомые делится на 2 подкласса: первичнобескрылых и крылатых (высших).
2. Специализация и редукция ротового аппарата – наиболее древние насекомые имели ротовые органы внутри головной капсулы, затем в эволюции развились ротовые части, крепящиеся снаружи к головной капсуле. Класс делится на 2 инфракласса: энтогнатные (3 тряда) и эктогнатные (1 отряд низших и все высшие насекомые).
3. Принцип олигомеризации – приобретение в связи с новыми функциями новых черт строения.
4. Принцип диптеризации – постепенный эволюционный переход к функциональной и морфологической двукрылости. Появление отряда Diptera.
5. Усложнение развития насекомых как адаптации к среде и пище.
Подкласс высших насекомых делится на 2 отдела: с неполным метаморфозом (19 отрядов) и с полным метаморфозом (11 отрядов).
6. Принцип усложнения строения (частный случай принципа олигомеризации) проявился в строении и жилковании крыльев (некоторые выделяют по жилкованию инфракласс древнекрылых и новокрылых – по возможности укладывать крылья в покое на спину). По типу жилкования в систематике насекомых выделяются надотряды. В отделе с неполным метаморфозом их 4, с полным – 3.
К настоящему времени чаще применяется наиболее распространенная классификация, включающая 34 отряда насекомых.
Систематика класса насекомых
I. Подкласс низшие, или первичнобескрылые - Apterygota
А. Инфракласс энтогнатные - Entognatha
1) Отряд протуры, или бессяжковые - Protura
2) Отряд подуры, или ногохвостки - Podura
3) Отряд диплуры, или двухвостки - Diplura
Б. Инфракласс тизануровые - Thysanurata
4) Отряд тизануры, или щетинохвостки - Thysanura
II. Подкласс высшие, или крылатые - Pterygota
Отдел с неполным превращением - Hemimetabola
Надотряд эфемероидные - Ephemeroidea
Надотряд одонатоидные - Odonatoidea 6) Отряд стрекозы - Odonatoptera Надотряд ортоптероидные - OrthopteroideaКраткая характеристика подклассов, инфраклассов, отделов и надотрядов насекомых
Подкласс первичнобескрылые или низшие – Apterigota. Насекомые, у которых никогда не было крыльев. Древние, с рудиментами брюшных конечностей. Подкласс включает 2 инфракласса.
Инфракласс энтогнатные - Entognatha
Крыльев нет и не было. Размер – 0,2…10 мм, усиков нет (у протур), сложных глаз нет, на брюшке – рудименты конечностей. Метаморфоз типа протоморфоза или анаморфоза. Некро- и сапрофаги, в подстилке, гниющей древесине, под камнями. Входят 3 отряда: протуры, или бессяжковые- Protura;подуры, или ногохвостки- Podura;диплуры, или двухвостки- Diplura.
Инфракласс эктогнатные - Eсtognatha
Крыльев нет. Размер – 8…20 мм, усики длинные, сложные глаза, ротовые органы свободные, на брюшке – рудименты конечностей (грифельки). Брюшко с церками. Метаморфоз типа протоморфоза. Некро- и сапрофаги, в подстилке, гниющей древесине, под камнями, могут вредить запасам продуктов. Отряд тизануры, или щетинохвостки- Thysanura
Подкласс крылатые или высшие – Рterigota
Крылатые или утратившие крылья. Превращение полное или неполное, иногда упрощенное или усложненное. По типу метаморфоза делятся на отделы.
I. Отдел с неполным метаморфозом - Hemimetabola
Развитие неполное. Личинки имагообразные, нимфы с фасеточными глазами. Отдел включает 4 надотряда.
1 Надотряд Эфемероидные – Ephemeroidea
Крылья сетчатые, в покое не складываются вдоль тела, брюшко с длинными церками. Нимфы водные, типа наяд с трахейными жабрами. У имаго ротовой аппарат атрофирован Переднемоторные. Метаморфоз неполный. Входит один отряд – поденки Ephemeroptera
2 Надотряд Одонатоидные – Odonatoidea
Крылья сетчатые, в покое не складываются вдоль тела, в полете равноценные. Брюшко удлиненное, с короткими церками. Нимфы водные, типа наяд. Метаморфоз неполный. Имаго и личинки – активные хищники. Полезны. Один отряд – Отряд стрекозы - Odonatoptera
3 Надотряд Ортоптероидные – Orthopteroidea
Ротовой аппарат грызущий, крылья с югальной областью, плотно укладываются вдоль тела. Заднемоторные. Брюшко с церками, превращение неполное без усложнений. Брюшная нервная цепочка со многими ганглиями. В основном низкоорганизованные насекомые. Входят 11 отрядов: таракановые, богомоловые, термиты, веснянки, эмбии, гриллоблаттиды, палочники, прямокрылые, гемимериды, кожистокрылые, зораптеры.
Надотряд гемиптероидные - Hemipteroidea
II. Отдел с полным метаморфозом - Holometabola Развитие и превращение сложное (4 фазы). Личинки истинные, с простыми…Надотряд колеоптероидные - Coleopteroidea
Ротовой аппарат грызущий. Задние крылья в полете преобладают, передние стали надкрыльями или отсутствуют. Брюшко без церок и первичного яйцеклада. Личинки без брюшных ног. Превращение полное, иногда усложненное. Входят 2 отряда: жуки и веерокрылые
Надотряд нейроптероидные Neuropteroidea
Ротовой аппарат типично грызущий. Крылья сетчатые, сходные. Грудные сегменты свободные. Личинка комподеовидная, куколка свободная, без кокона. Брюшко без церок и первичного яйцеклада. Превращение полное. Входят 3 отряда: сетчатокрылые, верблюдки, большекрылые.
Надотряд мекоптероидные Мecopteroidea
Ротовой аппарат сосущий или измененный грызущий. Крылья сетчатые или перепончатые, передние преобладают в полете. Задние слабо развиты или редуцированы. Личинки червеобразные или гусеницеобразные. Куколка покрытая, часто в коконе или пупарии.Превращение полное. Входят 6 отрядов: скорпионовы мухи, ручейники, бабочки, перепончатокрылые, блохи, двукрылые.
Определение отрядов насекомых
Определительные таблицы построены по бинарной схеме (теза – антитеза). Каждая теза имеет номер, в скобках дан номер антитезы. Если признаки… Определение отрядов начинается с определения подклассов. Ниже приведена определительная таблица отрядов и краткое описание наиболее значимых в лесном хозяйстве отрядов.Задание
1. Пользуясь определительной таблицей определить до отряда представителей класса насекомых, предложенных в наборах и сборных коллекциях.
2. Законспектировать краткие характеристики отрядов стрекозы, жуки, клопы, бабочки, тараканы, прямокрылые, сетчатокрылые, равнокрылые, перепончатокрылые, двукрылые, обращая основное внимание на характеризующие признаки и значение представителей отрядов в лесном хозяйстве.
Форма отчетности: конспекты, устный опрос по коллекциям.
Определение наиболее значимых в лесу семейств отряда
Жесткокрылые (жуки)
Характеристика отряда Coleoptera
Личинки жуков по строению подразделяются на камподеовидные, мокрицеобразные и червеобразные. Куколка открытого типа. В целом отряд жуков объединяет насекомых, ведущих наземный образ жизни. Многие… Среди жуков есть растительноядные, хищники, потребители животных и растительных остатков.Задание
1. Ознакомиться с признаками подотрядов жуков. Записать их краткую характеристику.
2. По кратким таблицам определить принадлежность жуков из набора и коллекций к семействам отряда жуков.
3. В конспекте дать характеристику наиболее значимых в лесном хозяйстве семейств, привести наименование представителей.
Форма отчетности: конспект, устный опрос по коллекциям насекомых.
Материал:- наборы насекомых - жуков, энтомологические коллекции, таблицы.
Указания к выполнению задания
Перед определением изучают общий вид и детали строения тела жесткокрылых на рисунках. Обращают внимание на различия в строении и расположении тазиков задних ног у подотрядов плотоядных (тазики простираются через весь первый стернит брюшка) и у разноядных (тазики не достигают заднего края первого стернита брюшка).
Форма тазиков передних ног определяет принадлежность жуков к ряду семейств. Тазики могут быть конической или шарообразной формы, они могут быть разделены переднегрудкой или соприкасаться (рисунок 9). Важным признаком является количество члеников лапок и их строение. «Формула лапок» - число члеников лапок на передних, средних и задних ногах (например, 5-5-4, 4-4-4 и т. д.).
Большое значение при определении имеют тип усиков, форма и положе-ние надкрыльев, переднеспинки, брюшка, головы.
Размеры тела, окраска тела и надкрыльев у жуков очень разноообразны в пределах одного и того же семейства. Однако в отдельных случаях и они принимаются во внимание (например размер тела - у короедов, окраска - у пестряков, тлевых коровок).
Последовательность определения следующая: рассматривают строение тазиков задних ног и определяют принадлежность жука к подотряду плотоядных или разноядных. После этого рассматривают число члеников лапок отдельно для каждой пары ног, форму и расположение тазиков передних ног. Определяют тип усиков у жука; затем приступают к определению.
Рисунок 7 - А - задние тазики и брюшко у жуков подотр. Adephaga: Б - то же, у подотр. Polyphaga: В - заднегрудь и задние тазики у плавунца Ilybius (Dytiacidae); Г - заднегрудь, задние тазики и брюшко у сем. плавунчиков (Haliplidae).
Рисунок 8 - Детали строения жуков:
1,2 - типы головы: 1 - с шеевидной перетяжкой, 2 - без шеевидной перетяжки; 3…8 - форма переднеспинки: 3- поперечная, 4 - продольная, 5 - квадратная,6 - округлая, 7 - капюшонообразная, 8 - сердцевидная.
| Рисунок 9 - Типы тазиков ног жуков: 1…5 - тазики передних ног: 1 - торчащие, 2 - округлые, 3 - поперечные, 4 - разделенные отростком переднегруди, 5 - не разделенные отростком переднегруди; 6…8 - тазики (а) задних ног: 6 - большие, вытянутые назад, 7 - небольшие, не вытянутые, 8 - с бедренными покрышками (б). | Рисунок 10 - Детали строения жуков: 1 - тело плавунчика снизу; 2 - голова и переднеспинка водолюба; 3, 4 -тело в профиль: 3 - щелкун, 4 - златка; 5,6 - коготки: 5 — расщепленные, 6— гребенчатые; 7…9 -лапки: 7 - с двулопастным 3-м члеником, 8 - с прямоугольными члениками, 9 - с лопастинками; а - бедренные покрышки. |
Краткая определительная таблица семейств отряда
Жесткокрылые (жуки), значимых в лесном хозяйстве
1(4). Задние тазики простираются через весь передний стернит брюшка, заходя за его задний край. ……….Подотряд плотоядные - Adephaga 2(3). Ноги бегательные. Вертлуги задних ног большие. Усики нитевидные или… Стройные и подвижные жуки темной, реже яркой металлической окраски. Обычно мелкие или средней величины; многие виды…Рекомендуемая литература
1. Бей-Биенко, Г. Я. Общая энтомология./ Г.Я. Бей-Биенко. - М., Высшая школа, 1980. – 416 с.
2. Мамаев, Б. М. Орпределитель насекомых Европейской части СССР / Б.М. Мамаев, Л.Н. Медведев,Ф.Н. Правдин./ Учебное пособие для студ биолог. Спец. – М.: Просвещение, 1976. – 304 с.
3. Мозолевская, Е. Г. и др. Практикум по лесной энтомологии./ Е.Г. Мозолевская, Н.К.Белова, Г.С. Лебедева и др. – М.: Академия, 2004. – 288 с.
4. Плавильщиков Н.Н. Определитель насекомых: Краткий определитель наиболее распространенных насекомых европейской части России. – М.: Топикал, 1994. – 544 с.
5. Харитонова Н.З. Лесная энтомология. – Мн.: Вышэйша школа, 1994. – 412 с.