Вплив температури на поведінку комах


Температура може робити двояку дію на комах. По-перше, з її підвищенням і відповідним збільшенням швидкості обміну речовин з'являється можливість того або іншого роду поведінки, а також збільшується швидкість руху (безпосередня дія). По-друге, температура середовища і її зміни сприймаються терморецепторами, при цьому комаха може активно шукати сприятливу для себе зону і йти з несприятливої (сигнальна дія). Як занадто низькі, так і занадто високі температури пригнічують активність.
Відповідно, температура може майже повністю визначати поведінку комах в арктичних умовах, де активність можлива лише протягом короткого інтервалу часу, в помірній зоні - взимку, навесні і пізньою осінню, в окремі дні і влітку, а в пустинній зоні - майже щодня в літній час.
Діапазон температур, в межах якого можлива активність, звичайно, різний для різних видів. Клопи, жуки, цикадки і крилаті мурашки чутливіші до пониження температури, чим двокрилі і метелики. В цілому комахи, що літають влітку, набагато менш стійкі до низьких температур, чим весняні і осінні. Років ранньовесняних видів не зупиняє навіть 0° С. Висока температура в середині дня помітно знижує активність багатьох комах. В цілому, крива залежності швидкості руху від температури, отримана на прикладі поведінки робочих мурашок, віддалено нагадує криву нормального розподілу - як високі, так і низькі температури пригнічують активність. Трохи інакше виглядає крива залежності відсотка рухливих особин від температури. Тут цей відсоток різко зростає досягши температурного порогу, а далі залишається незмінним для досить великого діапазону температур.
Різні типи рухливості і активності комах обмежені різними температурними діапазонами. Так, політ допустимий в межах вужчого температурного інтервалу, ніж повзання. Тип польоту теж залежить від температури повітря. Рух крил бобової попелюхи може спостерігатися з 6,5° З, горизонтальний політ при скиданні з висоти - з 13° З, а активний політ - з 15° З (A.J.Cockbain, 1961).
Особливо чітко залежить від температури можливість спаровування комах. Цікаво, що у багатьох мух спаровування має місце тільки після енергійних і тривалих рухів, особливо в прохолодну погоду. Тому не виключено, що "шлюбні танці" комах можуть мати, окрім этологического, і чисте фізіологічне значення.
Комахи активно шукають ділянки з найбільш сприятливою для них температурою. Яскравий приклад пов'язаних з температурою щодобових вертикальних міграцій дає поведінку великої бавовняної попелюхи Acyrthosiphon gossypii Mordv. на рослинах бавовника (В. Б. Чернышев та ін., 1981). Пізнім ранком і на початку дня попелюхи сидять на освітленому сонцем верхівковому листі рослини. В середині дня вони спускаються по рослині вниз, де значно прохолодніше. Частина попелюхою в цей час ховається в тріщинах грунту біля рослини. Пізніше до вечора вони переходять на стебло і поступово переміщаються вгору. Деякі попелюхи знову переходять на верхівкове освітлене сонцем листя. Вночі вони розташовуються, в основному, на стеблі, а рано вранці, коли найхолодніше, до 80% попелюхою концентрується ввиде грону біля точки зростання - найбільш теплої частини рослини. В результаті таких переміщень добові зміни температури для попелюхою істотно згладжуються. Вдень температура, при якій вони знаходяться, нижче за температуру повітря на 10-15°, а вночі - вище на 2-3° . Подібні переміщення по рослинах описані і для багатьох інших комах.
Температура тіла комах може істотно відрізнятися від температури повітря в результаті фізіологічних процесів. Завдяки м'язовим рухам тіло комахи може нагріватися. Так, за даними И. Д Стрельникова (1940), температура тіла літаючих метеликів, мух і перетинчастокрилих завжди близько 35-40° і мало залежить від температури навколишнього повітря. Збереженню тепла у нічних комах може сприяти густий волосяний покрив. Але навіть і у нерухомих живих комах із-за обмінних процесів температура тіла що вище оточує на 0,1-0,5°. Інша причина підвищення температури тіла комах - це їх нагрів в сонячних променях, що особливо різко проявляється у високогірній місцевості. На низовині відмічений додатковий нагрів тіла комахи дещо більше 5-6°, в горах ця різниця температур може досягати 30°. Комахи здатні активно змінювати рівень нагріву тіла, приймаючи різні пози по відношенню до сонячних променів або розкриваючи крила, що служать відмінним приймачем тепла денні метелики приймають широко відому красиву позу з розпростертими крилами тільки у відносно прохолодну погоду, в жарку ж погоду крила закриваються над спинкою відразу ж після посадки.
Дуже велике значення в регуляції температури тіла комах має їх забарвлення. Типові для багатьох денних комах металеві забарвлення відбивають зайву сонячну радіацію. Вночі особливо несприятливі темні забарвлення, оскільки вони сприяють втраті тепла шляхом радіації. Тому в середньому нічні комахи помітно світліше, - чим денні.
Вплив на комахах низьких і високих температур
Життя будь-якої комахи можливе тільки в певному температурному інтервалі. Р. С. Ушатинская (1957) в цьому відношенні розрізняє шість наступних температурних зон:
1. Зона активного життя лежить в середньому в межах від 3 до 40°. Приблизно в середині цієї зони - температури, що забезпечують мінімальну смертність і максимальну плодючість комах.
2 Нижня зона переживання (зона холодового заціпеніння). Тут можливість вижити залежить від рівня температури, тривалість її дії і, звичайно, від виду комахи.
3. Нижня смертельна (летальна) зона, в якій відбувається замерзання і кристалізація рідин тіла, а також ушкодження кристалами протоплазми клітин. Ці безповоротні зміни дещо різні у різних видів.
4. Зона витрификации, в якій рідина, замість того, щоб утворювати кристали, стає витрифицированной, тобто подібною до скла. Витрификация можлива далеко не у усіх комах. При цьому відбувається призупинення усіх життєвих процесів, аналогічне анабіозу. У такому стані комаха може винести охолодження майже до абсолютного нуля. Проте витрифицированная рідина нестійка і може поступово кристалізуватися.
5. Верхня зона переживання (зона теплового шоку). Так само як і в нижній зоні переживання тривалість життя комах залежить від рівня температури і тривалості її дії.
6. Верхня смертельна зона, в якій відбуваються безповоротні явища, : коагуляція білків і інактивація ферментів.
Вплив температури на комаху багато в чому залежить від його виду і способу життя. Комахи, що мешкають в помірній, а тим більше в полярній зоні, найбільш стійкі до низьких температур. Багато хто з цих комах легко переносить багатократне замерзання і відтавання. У помірній зоні стійкість комах до холоду закономірно змінюється залежно від сезону і найбільш висока в середині зими, при цьому найбільш стійкими виявляються комахи, зимуючі не під сніговим покривом, а під корою дерев і в порожніх стеблах рослин. Холодостійкість водних комах відносно мала у будь-яку пору року.
Якщо охолодження не є дуже глибоким і наступило несподівано, комаха впадає в стан холодового заціпеніння. При підвищенні температури така комаха швидко стає активною. У заціпенілому стані комахи можуть без особливої шкоди для себе знаходитися від декількох днів до тижнів. Тимчасове охолодження, що затримує розвиток і що істотно подовжує життя комахи, часто використовується ентомологами в практичній роботі. Звичайна температура холодильника (+2 - +4°) цілком достатня для зберігання комах. Слід пам'ятати, що комахи при такому зберіганні гинуть не стільки від холоду, скільки від висушування. Тому рекомендується сажалка з комахами поміщати в поліетиленовий щільно закритий пакет з шматком вати, змоченою водою.
У природі холоди настають в певну пору року, і перед настанням несприятливого сезону в організмі комахи відбуваються іноді дуже глибокі фізіологічні перебудови. Вони пов'язані з певним фізіологічним станом - діапаузою.
Що відбувається з комахами при подальшому пониженні температури? Поява крижаних кристалів в клітинах тканин комахи, мабуть, для нього завжди смертельно. Проте ряд комах здатний переносити морози протягом тривалого часу. Таких комах можна розділити на дві категорії (M.J.Tauber et al., 1986) : стійкі до замерзання (після замерзання позаклітинної рідини вони залишаються живими) і нестійкі (що гинуть після замерзання, але спеціальні пристосування, що мають, щоб йому протистояти). Мабуть, в окремих випадках можливо і поєднання стійкості до замерзання з механізмами, що перешкоджають замерзанню. Явище витрификации, якщо і зустрічається, буває порівняно рідко, і само це стан води достатній нестійкий.
Стійкість до замерзання не зустрічається серед филогенетически нижчих груп комах, а також серед багатоніжок, скорпіонів і павуків. Таку стійкість виробили лише деякі двокрилі, метелики, жуки і сітчастокрилі, і те лише на певній стадії розвитку. У цих комах рідини тіла замерзають при відносно високій для комах температурі - не нижче - 10°С. Особливістю цих комах є наявність в гемолімфі особливих белковоподобных речовин, сприяючих утворенню кристалів льоду між органами. Ці кристали притягують до себе молекули води, що залишилися вільними. Мабуть, при цьому різко знижується можливість кристалізації води усередині клітин. До таких стійких до замерзання комах можна віднести, наприклад, метелика-махаона, лялечка якого в замороженому стані здатна переносити температуру - 196° С.
Набагато поширеніша серед комах здатність протистояти замерзанню. Такі комахи виробляють спеціальні пристосування, суть дії яких зводиться до зниження точки переохолодження, а також до максимального видалення речовин, сприяючих утворенню кристалів льоду принаймні усередині клітин. Для таких комах при їх мешканні в помірній зоні точка переохолодження, нижче за яку можливе замерзання, лежить нижче - 30° З, а для комах арктичної зони - нижче - 60° С.
Які реальні можливості підвищення холодостійкості у комах?
По-перше, це зменшення загальної кількості води в тілі і зв'язування її колоїдами. Про значення води для холодостійкості свідчить такий факт. Зимуючі гусениці златогузки містять в тілі до 69% води і витримують температуру - 14° до 158 днів. Активних же гусениць в літній час містить більше 80% води і можуть переносити ту ж низьку температуру не більше 1,5 -4 ч.
По-друге, це збільшення вмісту жиру. Так, у тих же зимуючих гусениць златогузки вміст жиру доходить до 6%, тоді як влітку воно зразкове 4%.
По-третє, це збільшення кількості резервних вуглеводів, особливо глікогену, що є гідрофільним колоїдом.
По-четверте, це підвищення концентрації різних речовин, розчинених в рідинах тіла. Відомо, що 1 міль будь-якої речовини на 1 літр розчину знижує температуру замерзання останнього майже на 2° Ефект від декількох речовин, що знаходяться в рідині, підсумовується.
Серед таких речовин можна назвати деякі цукру (трегалоза, глюкоза, фруктоза), спеціальні білки і амінокислоти. Крім того, в тілі зимуючих комах нерідко у великій кількості (до 25% від маси тіла) присутній широко використовуваний в техніці антифриз - гліцерин або аналогічні йому по дії речовини. Гліцерин тут зазвичай не є тільки пасивним антифризом і певним чином розподіляється в тілі комахи. В усякому разі, штучна ін'єкція гліцерину не завжди призводить до підвищення холодостійкості. Після закінчення зимівлі гліцерин перетворюється на глікоген.
Необхідність видалення з тіла речовин, сприяючих появі кристалів, призводить іноді до певних змін харчової дієти. У комахи, повністю готової до зимівлі, кишковик звільняється від вмісту.
Рекорд холодостійкості поставили личинки одного з видів комаров-дергунов, що мешкають в гірських районах Африки. Ці личинки розвиваються в тимчасових водоймищах - поглибленнях скель, що заповнюються водою під час дощів. Усі ці водоймища разом з личинками швидко висихають, але личинки в сухому виді залишаються живими і після зволоження знову приходять в активний стан. Личинки в сухому виді без якого-небудь збитку витримують температуру майже абсолютного нуля (- 270°).
Набагато складніше для комах протистояти високим температурам, які швидко призводять до порушень метаболізму, коагуляції білків і загибелі. Деякий час комахи здатні підтримувати температуру тіла нижче за температуру навколишнього повітря за рахунок випару вологи, який посилюється в результаті руйнування високою температурою воскоподобной оболонки тіла. Природно, що цей ефект визначається вологістю повітря. Так, чорні таргани у вологому повітрі швидко гинуть при +38°, а в сухому, забезпечуючому випар, виживають деякий час і при +48°. В деяких випадках температура тіла може бути знижена розмазанням по тілу крапель рідини, що виділяються з ротового або анального отворів (С. В. Томс, 1981).
Результатом спеціальних фізіологічних пристосувань є здатність деяких комах жити в гарячих вулканічних джерелах при температурі води до +65°. Такі личинки деяких мух-прибережниць і львинок. Повною ним протилежністю є комахи, активні на снігу в зимовий час. Для них згубна кімнатна температура (+20°). Схожим чином температура +35° за хвилини вбиває тих, що мешкають в печері при постійній температурі +11° коників.

Купить спойлер, бленду бмв е46, недорого, с доставкой

2015 .................................................................................