Przynależność systematyczna szkodników roślin

Typ: Nicienie - Nematoda

Gromada: Secementea

Typ: Mięczaki - Molusca

Gromada: Ślimaki - Gastropoda

Typ: Stawonogi - Arthropoda

Podtyp: Szczękoczułkowce - Chelicerata

Gromada: Pajęczaki - Arachnida

Rząd: Roztocze - Acarina

Podtyp: Sześcionogi - Hexapoda

Gromada: Owady - Insecta

Typ: Strunowce - Chordata

Podtyp: Kręgowce - Vertebrata

Gromada: Ssaki - Mammalia

Rząd: Zającokształtne - Lagomorpha

Rząd: Gryzonie - Rodentia

Nicienie fitofagiczne i ich szkodliwość

Morfologia:

• Ciało bezbarwne, wydłużone, wrzecionowate, w przekroju koliste

• Długość ciała od 0,3 mm do 1m

• Brak podziału na człony; można jedynie rozróżnić:

1. przód ciała z głową

2. tylny koniec ciała zwężony zwany ogonem

Przód ciała z głową:

położony centralnie otwór gębowy, mogą występować brodawki lub szczecinki zmysłowe

Tylny koniec ciała:

zwężony, może być cylindryczny, zaokrąglony, nitkowaty; u samców często zagięty

Dymorfizm płciowy - zróżnicowana budowa samicy i samca

Różnice między samcem a samicą:

• wielkością i zakończeniem ciała - samiec zwykle mniejszy, zagięty koniec ciała

• kształtem - samice mają kształt kulisty, workowaty lub cytrynkowaty a samce nitkowaty

Anatomia nicieni:

jamę ciała otacza wór skórno mięśniowy, który składa się z:

• oskórka

• warstwy hypodermalnej

• pojedynczej warstwy komórek mięśniowych podłużnych

Oskórek:

worek hypodermy, bywa gładki lub prążkowany

• funkcje:

1. chroni ciało przed czynnikami zewnętrznymi

2. stanowi szkielet zewnętrzny dla przyczepu mięśni podłużnych

Warstwa hypodermalna:

• warstwa komórek zawierających tłuszcz i glikogen

• wytwarza oskórek

• tworzy po stronie brzusznej, grzbietowej i po bokach ciała 4 pnie, podłużne wałki w których są przewody układu wydalniczego i pnie nerwowe

Pojedyncza warstwa komórek mięśniowych (jama ciała):

• znajdują się tu:

1. narządy wewnętrzne

2. tkanka mezenchymatyczna i płyn, które wypełniają wolne przestrzenie; płyn nadaje ciału turgor i obły kształt

Układy:

• pokarmowy

• wydalniczy

• nerwowy

• rozrodczy

• brakuje układu krwionośnego i oddechowego

Pokarmowy:

• otwór gębowy

• torebka gębowa

• gardziel (przełyk)

• jelito środkowe

• jelito proste zakończone otworem odbytowym (u samców - stek - kloaka)

Torebka gębowa:

• nicieni saprofagicznych - ma kształt prostej rurki

• form drapieżnych - zawiera ząbki lub szczęki

• form roślinożernych - jest przekształcona w sztylecik

• form pasożytnicych - różne przystosowania, może zawierać ząbki lub listewki, bądź jest mała, uwsteczniona

Wydalniczy:

• służy do wydalania płynnych produktów przemiany materii

• elementy układu:

1. 1 lub 2 przewody w bocznych wałkach hypodermy

2. komórki fagocytarne - zatrzymują nierozpuszczalne produkty przemiany materii i ciała stałe


Nerwowy:

• pierścień nerwowy otaczający gardziel

• główne pnie nerwowe - grzbietowy, brzuszny i dwa boczne połączone spoidłami

• drobne odgałęzienia nerwowe odchodzące od pierścienia nerwowego

Nie mają oczu, ale posiadają chemoreceptory.

Rozrodczy samicy - parzysty:

• elementy układu:

1. jajniki

2. jajowody

3. 2 macice połączone pojedynczą pochwą

4. otwór płciowy

Rozrodczy samca - nieparzysty:

• elementy układu:

1. jądro

2. nasieniowód

3. pęcherzyk nasienny

4. kanał wytryskowy uchodzący do steku ze spikulami (szczeciny kopulacyjne)

Stek - ujście jelita połączone z zakończeniem narządów płciowych.

Sposoby rozmnażania nicieni:

• rozdzielnopłciowość

• partenogeneza - bez udziału samców

• hermafrodytyzm - w tym samym osobniku tworzą się oba typy komórek płciowych (plemniki i jaja)

• nicienie są:

1. z reguły jajorodne

2. niekiedy jajożyworodne ( zraz po złożeniu jaja lęgnie się larwa)

Rozwój nicieni:

• prosty - larwy różnią się od osobników dorosłych wielkością (są mniejsze) i brakiem wykształconych narządów rozrodczych

• stadia rozwojowe nicieni:

1. jajo

2. larwa

3. postać dorosła

• larwa 4-krotnie linieje, jedno lub nawet dwa linienia mogą zachodzić w jaju

Czynniki środowiskowe warunkujące rozwój nicieni:

• temperatura gleby:

1. 5 - 10 ⁰C - początek aktywności

2. 15 - 30 ⁰C - optymalna temperatura rozwoju

3. powyżej 30 ⁰C - zahamowanie rozwoju

4. powyżej 40 ⁰C - temperatura letalna

• wilgotność gleby:

1. poniżej 10% - śmierć lub przejście w stan anabiozy

2. 50 - 80% - optymalny rozwój i żerowanie

• struktura i odczyn gleby

• zawartość substancji organicznej

• obecność okrywy roślinnej

Anabiozy - stan życia utajonego:

• główne przyczyny: niekorzystna temperatura i brak wody

• okres - wiele lat

Środowisko życia i związki troficzne nicieni

Kryterium - środowisko życia:

• nicienie glebowe

• pasożyty zwierząt i ludzi

Kryterium - rodzaj pokarmu:

• saprofagi

• bakteriofagi

• zoofagi (nicienie drapieżne i pasożyty zwierząt)

• fitofagi (nicienie roślinożerne)

• pasożyty ludzi

Saprofagi i bakteriofagi:

• nicienie glebowe, występuje u nich prosta torebka gębowa

• odżywiają się:

1. głównie bakteriami

2. zjadają też cząstki rozkładającej się materii i organiczne substancje zawarte w kale

• znaczenie - przyspieszają pośrednio procesy

Zoofagi:

• nicienie drapieżne - odżywiają się pierwotniakami, wrotkami, małymi skąposzczetami, jak i innymi gatunkami nicieni

• nicienie - pasożyty zwierząt:

1. owadów

2. kręgowców (np. węgorek świński)

• nicienie pasożytnicze u owadów powodują:

1. osłabienie

2. degenerację układu rozrodczego

3. sterylizację

4. śmierć

• owady mogą być żywicielami:

1. pośrednimi - żywicielem ostatecznym są kręgowce

2. ostatecznymi

• nicienie pasożytnicze dzielimy na:

1. pasożyty fakultatywne - gatunki wolno żyjące, które w pewnych warunkach stają się pasożytami (np. rodzaj Pristonchus)

2. pasożyty obligatoryjne - letalne pasożyty wewnętrzne larw, poczwarek i dorosłych owadów (głównie z podgromady Rhabolitida, rodzaju Steinemematidae)

• PASOŻYTY OBLIGATORYJNE:

1. uwalniają w ciele owada bakterie, które namnażając się doprowadzają do śmierci owada

2. produkty rozkładu tkanek owada oraz martwe bakterie stanowią pokarm dla rozwijających się nicieni

3. przemiana pokoleń:

• I pokolenie - pasożytnicze zwane „olbrzymim”

• II pokolenie - saprofagiczne zwane „normalnym”, żyje w martwym owadzie

• wykorzystanie w ochronie roślin obligatoryjnych pasożytów owadów:

• biopreparaty:

LARVANEM - do zwalczania larw opuchlaków

NEMASYS - do zwalczania ziemiórek, wciornastków, miniarek

NAMASYLUNG - do zwalczania ślimaków

Fitofagi:

• ektopasożyty (pas. zewnętrzne) - żyją w ryzosferze:

1. luźny kontakt z roślinami

2. w razie masowego pojawu występują objawy ogłodzenia roślin, ograniczenie ich wzrostu i rozwoju oraz mechaniczne uszkodzenie roślin

3. przykład: niektóre gatunki z rodzaju Pratylenchus i inne

• endopasożyty - żerują i rozwijają się w tkankach roślinnych:

1. wprowadzają do tkanek roślinnych:

• wydzieliny: o działaniu enzymatycznym (celuloza, hemiceluloza, pektynaza, amylaza)

• substancje biologicznie aktywne (związki fenolowe, kwas indolilooctowy i inne), które stymulują lub hamują syntezę regulatorów wzrostu

Nicienie fitofagiczne - objawy (nematozy):

• maceracja (rozkład) tkanki roślinnej wskutek działania enzymów trawiennych

• nekrozy - nicienie (np. węgorek chryzantemowiec) produkują powstawanie w roślinie trujących dla nich wolnych związków fenolowych ( kwas chlorogenowy i izochlorogenowy), które powodują brązowienie liści

• wyrośla - powstają wskutek nadmiernego rozwoju komórek i tkanek (hipertrofia):

• powiększać się mogą jądra komórkowe lub całe komórki

• mogą tworzyć się olbrzymie komórki z licznymi jądrami

• kształt wyrośli zależy od gatunku nicienia i rośliny

• uszkodzenia mechaniczne - nicienie rozrywają tkanki, które łatwiej są zakażane przez mikroorganizmy saprofityczne i patogeniczne

Pośrednia szkodliwość nicieni:

• określone gatunki nicieni przenoszą tylko określone gatunki wirusów lub nawet tylko ich rasy

• wirus mozaiki gęsiówki

• pierścieniowa plamistość tytoniu

Rasy biologiczne nicieni (biotypy) - charakterystyka:

• brak różnic morfologicznych między rasami

• mogą się krzyżować

• powstają wskutek mutacji lub selekcji

• różnią się jedynie preferencjami pokarmowymi i zakresem atakowanych roślin oraz agresywnością

Roztocze

Morfologia:

• większość gatunków ma około 1 mm długości

• wyglądem odbiegają od innych pajęczaków:

• brak podziału ciała na głowotułów i odwłok

• zanika też segmentacja ciała

• o ich przynależności do pajęczaków świadczy obecność:

• 4 par odnóży

• narządów gębowych:

• szczękoczułki (chelicerae)

• nogogłaszczki (pedipalpi)

• ciało roztoczy powstało z 13 segmentów i składa się z:

• gnatosomy - część przednia (ale nie głowa) z narządami gębowymi

• idiosomy - ciało właściwe

Gnatosoma - chelicery:

• główny narząd pokarmowy

• są zazwyczaj 3-członowe

• mają kształt:

• nożyc - roztocze żywią się pokarmem stałym (np. rodzina rozkruszkowate)

• sztylecików - do pobierania pokarmu płynnego z komórek roślinnych ( np. rodziny przędziorkowate i szpecielowate)

Gnatosoma - pedipalpy:

• składają się z 2 - 6 członów

• służą do przytrzymywania pokarmu w czasie żerowania

• funkcjonują też jako narządy zmysłu, węchu i smaku

• mogą być bardzo duże (drapieżne roztocze) lub zredukowane (roztoczki)

Idiosomia:

• ma kształt owalny

• tu znajdują się:

• oczu (u niektórych gatunków)

• odnóża kroczne

• na ciele i nogach roztoczy występują liczne szczecinki gładkie lub pierzaste, łuskowate lub kolcowate

Odnóża:

• są członowate

• mogą pełni różne funkcje - biegania, pływania, jako narządy zmysłowe

• larwy mają zwykle 3 pary odnóży, osobniki dorosłe 4 pary

• u niektórych roztoczy we wszystkich stadiach rozwoju występują 2 pary nóg (szpeciele)

Rozwój:

• biseksualność - samce są zazwyczaj mniejsze, mogą mieć kształt ciała inny niż samice (dymorfizm płciowy)

• partenogeneza - z jaj niezapłodnionych lęgną się osobniki:

• jednej płci (samce - arenotokiczna; samice - telytokiczna)

• lub obu płci (anfitokiczna)

• jajorodność, jajożyworodność, żyworodność, przeważają gatunki jajorodne

• stadia rozwojowe: jajo, larwa, protonimfa, deutonimfa, niekiedy tritonimfa, postać dorosła

• epimorfoza - każde stadium poprzedzone jest znieruchomieniem ciała

• hypopus - specyficzne stadium rozwojowe, nie żeruje, jest wytrzymałe na niekorzystne czynniki środowiska

• mogą zapadać w stan diapauzy:

• diapauza jajowa (przędziorek owocowiec)

• imaginalna (przędziorek chmielowiec)

Znaczenie roztoczy dla człowieka:

• stanowią istotny element mezofauny w glebie (humifikacja gleby, poprawiają jej strukturę i zwiększają żyzność)

• są drapieżcami - niszczą szkodliwe owady oraz roztocze żyjące na roślinach lub w produktach spożywczych w czasie ich magazynowania

• są pasożytami szkodliwych gryzoni

• niektóre roztocze żerujące na chwastach, zostały użyte do biologicznego ich zwalczania

Drobnoczynkowate - roztocze drapieżne:

• zimują zapłodnione samice

• nimfy i postacie dorosłe zjadają jaja i ruchliwe stadia roślinożernych przędziorków

• kanibalizm

• wykorzystywane do biologicznego zwalczania przędziorków w szklarniach i sadach

Roztocze fitofagiczne - typy uszkodzeń:

• przędziorki - chelicerami przekłuwają komórki epidermy, miękiszu palisadowego i gąbczastego, wiązek przewodzących i komórki aparatów szparkowych; na liściach jasne, później żółknące i brązowe plamki, oprzęd (np. przędziorek chmielowiec)

• szpeciele - mają krótsze chelicery, uszkadzają tylko skórkę rośliny; powstają zniekształcenia w postaci :

• pilśni (pilśniowiec orzechowy)

• pęcznienia pąków (wielopąkowiec porzeczkowy)

• rożków na liściach ( rożkowiec lipowy)

Wpływ żerowania roztoczy na rośliny:

• zahamowanie wzrostu roślin

• zmniejszenie powierzchni liści, pędy i korzenie są skrócone

• rośliny zawiązują mniej pąków kwiatowych, kwiaty są mniejsze

• zmniejsza się ilość i pogarsza się jakość plonu

• zaburzenia w procesie fotosyntezy i oddychania

• zmiana przemian biochemicznych

Morfologia owadów

Systematyka

Królestwo: Zwierzęta - Animalia

Typ: Stawonogi - Arthropoda

Podtyp: Sześcionogi - Hexapoda

Gromada: Skrytoszczękie - Enthognatha

Rząd: Skoczonogi - Collembola

Rząd: Widłogonki - Diplura

Rząd: Pierwogonki - Protura

Gromada: Owady - Insecta

Budowa owada:

• ciało owada dorosłego powstało z 21 segmentów (widoczne w rozwoju embrionalnym)

• w miarę rozwoju zarodka segmenty grupują się w 3 odcinki:

• głowa

• tułów

• odwłok

Oligomeryzacja - proces łączenia się segmentów ciała, w wyniku którego powstają części ciała pełniące różne funkcje.

Głowa:

• powstała w wyniku cefalizacji - zlania się 6 pierwszych segmentów ciała w puszkę głowową

• na głowie wyróżnia się:

• nadustek

• czoło

• ciemię

• potylicę

• policzki

• zapoliczki

• czułki

• oczy złożone

• przyoczka

• żuwaczki

• żuchwy

• wargę dolną

• wargę górną

Przysadki głowowe:

• czułki

• oczy złożone

• żuwaczki

• żuchwy

• warga dolna

Przysadki głowowe:

• parzyste twory powstałe z odnóży (zarodka owada) pierwotnych segmentów ciała

• na pierwszym segmencie głowy przysadki nie występują

Czułki:

• powstały z pierwszej pary odnóży drugiego segmentu zarodka

• wyrastają z panewek czułkowych

• składają się z:

• trzonka

• nóżki

• wici

• mogą być równoczłonowe lub nierównomierne

• pełnią rolę:

• narządu węchu

• narządu dotyku

• dymorfizm płciowy - czułki samców są lepiej rozwinięte

• składają się od 3 (muchówki krótkorogie) do 100 członów (gąsienniczki)

Typy czułków:

• nitkowate

• szczecinkowate

• paciorkowate

• buławkowate

• maczugowate

• wachlarzykowate

• grzebykowate

• pierzaste

• ze szczecinkami

Oczy złożone:

• są to przysadki głowowe

• umieszczone są po obu stronach głowy

• składają się z licznych ommatidiów (do 28 tys.) - sześciokątne komórki

• każde ommatidium widzi tylko część obrazu, a cały obraz jest sumą obrazów widzianych przez poszczególne ommatidia

• widzenie mozaikowate

Oczy proste - przyoczka:

• liczba 2 - 3 sztuk

• leżą między oczami na czole i na ciemieniu

• nie biorą udziału w widzeniu

• odbierają tylko natężenia światła

Narząd gębowy owadów składa się z:

• wargi górnej - fałdu skórnego

• trzech par przekształconych przysadek głowowych:

• żuwaczek

• żuchw

• wargi dolnej

Typy narządów gębowych:

• gryzący - pierwotniaki, ważki, prostoskrzydłe, chrząszcze, larwy motyli i błonkówek

• kłująco-ssący - pluskwiaki, komary

• ssący - motyle (imago)

• gryząco-liżący - pszczoły

• liżący - mucha

• tnąco-liżący - bąk

Aparat gębowy gryzący:

• przystosowany do przyjmowania stałego pokarmu

• występuje u ważek, prostoskrzydłych, siatkoskrzydłych, chrząszczy oraz u larw motyli i błonkówek

• składa się z:

• wargi górnej

• 2 żuwaczek (odgryzają kęsy)

• 2 żuchw (rozdrabniają pokarm)

• wargi dolnej zrośniętej w części podstawowej

• warga górna - jest fałdem skórnym przykrywającym narząd gębowy od góry

• żuwaczki - są twardymi, nieczłonowanymi tworami o ostrej, tnącej krawędzi

• żuchwy składają się z:

• kotwiczki

• pieńka

• żuwki wewnętrznej

• żuwki zewnętrznej

• głaszczka żuchwowego

• warga dolna składa się z:

• podbródka (zrośnięty)

• bródki (zrośnięta)

• języczków

• przyjęzyczków

• głaszczka wargowego

Aparat gębowy kłująco-ssący:

• służy do pobierania pokarmu płynnego z tkanek żywiciela

• występuje u pluskwiaków, przylżeńców, niektórych muchówek (komarów)

• składa się z:

• wargi górnej

• I pary szczecin kłujących - przekształcone uwaczki

• II pary szczecin kłujących - przekształcone żuchwy

• rynienki - przekształcona warga dolna

• szczeciny kłujące tworzą 2 kanaliki:

• przedni - (większy) służy do wysysania pokarmu

• tylny - (mniejszy) służy do wstrzykiwania śliny

Aparat gębowy ssący:

• służy do pobierania płynnego pokarmu, np. nektaru kwiatowego

• występuje u postaci dorosłych motyli

• składa się z:

• wargi górnej (silnie zredukowanej)

• żuwaczek (u form prymitywnych silnie zredukowane, u pozostałych zanikły)

• żuchw (redukcji uległy żuwka wewnętrzna i głaszczki żuchwowe, żuwka zewnętrzna przekształciła się w ssawkę)

• wargi dolnej (zredukowanej, małej płytki z głaszczkami wargowymi)

• ssawka powstała z żuwek zewnętrznych na kształt bardzo długiej rurki w stanie spoczynku zwiniętej spiralnie pod głową

Aparat gębowy gryząco-liżący:

• służy do pobierania pokarmu płynnego oraz do zbierania pyłku kwiatowego i obrabiania wosku lub celulozy

• występuje u błonkówek pszczołowatych

• składa się z:

• wargi górnej (nieco zredukowanej płytki)

• żuwaczek (dobrze rozwiniętych)

• żuchwy (wydłużona żuwka zewnętrzna, pozostałe elementy zredukowane)

• warga dolna (wszystkie elementy uległy wydłużeniu i zlaniu, tworzą ryjek)

• ryjek powstały z żuchwy i wargi dolnej, służy do zasysania lub zlizywania płynnego pokarmu

Aparat gębowy liżący:

• służy do pobierania pokarmu płynnego

• występuje u niektórych muchówek (imago)

• skład się z:

• wargi górnej

• żuwaczki (znikają)

• żuchwy (pozostają głaszczki żuchwowe, pozostałe elementy zredukowane)

• warga dolna (rozbudowana, umięśniona, z tarczką do zlizywania pokarmu)

Aparat gębowy tnąco-liżący:

• służy do pobierania płynnego pokarmu z tkanek, np. krwi zwierząt

• występuje u niektórych muchówek (bąków)

• składa się z:

• wargi górnej

• żuwaczek o tnących krawędziach

• niektóre elementy żuchwy też pełnią funkcję tnącą

• warga dolna jest silnie rozbudowana

Tułów:

• połączony z głową błoniastą szyją

• składa się z 3 segmentów:

• przedtułowia

• śródtułowia

• zatułowia

Skrzydła:

• są to wyrostki skórne połączone stawowo pomiędzy płytką górną i boczną tułowia

• mają kształt blaszek z żyłkami (chitynowymi rurkami), w których przebiegają nerwy i tchawki

Budowa skrzydła:

• podstawa

• brzeg przedni

• wierzchołek

• brzeg zewnętrzny

• brzeg tylni

Typy skrzydeł:

• pokrywy

• półpokrywy

• skórzaste

• błoniaste

Pokrywy:

• całkowicie schitynizowane, ciężkie, nie biorą udziału w locie (chrząszcze)

• służą do ochrony ciała i skrzydeł błoniastych

Półpokrywy:

• schitynizowane u nasady do ²/₃, dalej błoniaste (pluskwiaki różnoskrzydłe)

Skórzaste:

• schitnizowane, ale nie sztywne (prostoskrzydłe)

• pergaminowe

• np. turkuć podjadek, pasikonik

Błoniaste:

• pokryte łuseczkami różnej wielkości i różnego koloru (motyle)

• I para większa od II, skrzydła wiotkie (mszyce)

• wąskie ze strzępliną (przylżeńce)

• I para błoniaste, II para zredukowane do tzw. przezmianek; np. buławka, łuska (muchówki)

• I para połączona z II haczykami (błonkówki)

Nogi:

• dorosły owad ma 6 nóg (3 pary)

• składa się z:

• biodra

• krętarza

• uda

• golenia

• stopy

Funkcje nóg:

• bieżne - do szybkiego chodzenia

• grzebne - do kopania pod ziemią, np. turkuć podjadek

• chwytne - do łapania i przytrzymywania ofiar

• skoczne - do skakania, np. pchełki ziemne, szarańczaki

• z koszyczkiem - do zbierania pyłku, np. pszczoły

• z przylgą - do chodzenia po gładkich powierzchniach

• czepne - do trzymania się żywiciela, np. wszy, pchły

• pływne - do poruszania się w wodzie, np. nartnik

Odwłok:

• jest to 3 odcinek ciała owadów, u dorosłych jest pozbawiony odnóży

• odwłok pierwotnych owadów składa się z 11 segmentów i części ogonowej - telsona; u lepiej rozwiniętych owadów segmenty odwłoka ulegają oligomeryzacji (zlaniu) i ich liczba zmniejsza się nawet do 4 - 6 (przeciętnie 9 - 10)

• segmenty odwłoka zbudowane są z płytki górnej (tergitu) i dolnej (stergitu)

• silnie zesklerotyzowane fragmenty tworzą płytki

• zesklerotyzowanie odwłoka jest słabsze niż tułowia

• na 8 i 9 segmencie odwłoka znajdują się zewnętrzne narządy płciowe

• na ostatnim segmencie znajduje się otwór odbytowy

• przysadki płciowe samic - pokładełko

• u pszczół pokładełko przekształcone jest w narząd obrony i ataku - żądło

• u niektórych chrząszczy i muchówek występuje wtórne pokładełko powstałe z tylnych segmentów odwłoka

• wyrostki rylcowe (cerci) - przysadki 11 lub 10 segmentu; występują u owadów bezskrzydłych, karaczanów i prostoskrzydłych; u obu płci; narząd zmysłu

• u cęgoszy cerci są przekształcone w silne nieczłonowane kleszcze - narząd obrony i ataku

• wyrostki trzonkowe (styli) są to parzyste, nieczłonowane przysadki na 9 segmencie odwłoka samców niektórych prostoskrzydłych i owadów bezskrzydłych; podpierają odwłok ułatwiając pełzanie

Rozwój owadów

Rozwój osobniczy owadów nazywamy ontogenezą, w jej czasie rozróżniamy rozwój:

• embrionalny

• postembrionalny

Rozwój embrionalny:

• wewnątrz owada

• jaja zapłodnione

• jeśli jaja są niezapłodnione, ale zdolne do rozwoju to taki sposób rozwoju nazywamy partenogenezą (dzieworództwem)

Rozwój postembrionalny:

• rozwój po wyjściu z jaja

• wiąże się ze wzrostem i powiększaniem rozmiarów ciała oraz przechodzeniem różnych faz rozwoju

Fazy rozwojowe:

• jajo

• larwa

• poczwarka (tylko u pewnych rzędów owadów)

• postać dorosła (imago)

Jajo:

• wielkość jest zróżnicowana od 0,02 do 0,03 mm (mszyce, przylżeńce)

• budowa:

• chorion (osłonka zewnętrzna)

• błona jaja (otoczka żółtkowa)

• deutoplazmy (żółtka)

• cytoplazmy

• jądra

Chorion:

• na powierzchni chorionu często znajduje się mikropyle - otwór przez który przenikają plemniki

Sposoby rozmnażania:

• dwupłciowe (związane z kopulacją)

• partenogeneza (dzieworództwo)

• poliembrionia (wielozarodkowość)

• pedogeneza (larwy wydają potomstwo)

• żyworodność

Rozwój postembrionalny:

• rozpoczyna się w momencie opuszczenia osłonek jajowych przez larwę

• charakteryzuje się przechodzeniem szeregu kolejnych faz (metamorfoza)

• wiążą się z nim zjawiska:

• wzrostu - u larw

• różnicowania - u poczwarek

• rozmnażania - u imagines

Larwy:

• intensywnie odżywiają się

• linieją

• skokowy wzrost

Stadia larwalne:

jajo > L_{1 (linieje)} / L_{2 (linieje)} / L_{3 (linieje)} / >

Sposoby przeobrażeń:

• zupełne (holometabola)

• niezupełne (hemimetabola)

Niezupełne:

• jajo > larwy pierwotne > imago

• prostoskrzydłe (Orthoptera)

• wciornastki (Thysanoptera)

• pluskwiaki różnoskrzydłe (Heteroptera)

Charakterystyka larw pierwotnych:

• przypominają owady dorosłe

• mają ten sam aparat gębowy

• mają to samo środowisko żerowania

• nie maja zdolności rozmnażania

Zupełne:

• jajo > larwy wtórne > poczwarka > owad dorosły

• chrząszcze (Coleoptera)

• motyle (Lepidoptera)

• muchówki (Diptera)

• błonkówki (Hymenoptera)

Charakterystyka larw wtórnych:

• apodialne bez wyodrębnionej głowy (beznogie) - muchówki

• apodialne z wyodrębnioną głową - aparat gębowy gryzący; chrząszcze: ryjkowce i strąkowcowate, u niektórych muchówek i komarnicowatych

• oligopodialne - mają 3 pary nóg tułowiowych, a odwłokowych brak; stonki, sprężykowate, chrząszcze, żukowate

• polipodialne - wielonożne, 3 pary nóg tułowiowych i 2 - 5 posówek odwłokowych; motyle (rząd), błonkówki (rząd), tylko rośliniarki (grupa)

Poczwarka:

• występuje u owadów przechodzących przeobrażenie zupełne (holometabola)

• są to motyle, chrząszcze, muchówki, błonkoskrzydłe

• bezpośrednio poprzedza postać dorosłą

• nie pobiera pokarmu, intensywnie oddycha

• jest mało ruchliwa lub zupełnie nieruchoma

Typy poczwarek:

• wolna - chrząszcze i błonkówki

• wolna osłonięta ostatnią wylinką larwalną (bobówka) - muchówki

• zamknięta - motyle

Poczwarki wolne i zamknięte mogą być w kokonie.

Rozwój osobniczy owadów

Etapy rozwoju osobniczego:

• rozwój zarodkowy

• rozwój pozazarodkowy

Rozwój zarodkowy - przebiega w jaju:

rozpoczyna się procesem zapłodnienia i powstaniem zygoty (zarodka), kończy wykluciem się z jaja lub urodzeniem larwy

Rozwój pozazarodkowy - od stadium jaja do stadium imago:

charakteryzuje go wzrost, linienie, reorganizacja (przeobrażenie)

Rozwój zarodkowy - etapy:

• bruzdkowanie i tworzenie się listków zarodkowych:

• ektodermy

• mezodermy

• endodermy

• organogeneza (różnicowanie komórkowe i tkankowe oraz powstawanie funkcjonalnych narządów

Z ektodermy powstają:

• zewnętrzne okrywy ciała

• otwór gębowy z zaczątkiem jelita przedniego i tylnego

• układ oddechowy, cewki Malpighiego, układ nerwowy i narządy zmysłów

Z endodermy powstaje:

• jelito środkowe

• hemocyty

Z mezodermy powstaje:

• układ mięśniowy

• ciało tłuszczowe

• gruczoły płciowe

• pozostałe narządy wewnętrzne, np. serce

Rozwój pozazarodkowy (przeobrażenie)

Typy rozwoju:

• zupełny

• niezupełny

Stadium poczwarki - przebudowa organizmu:

• przebudowa organizmu przebiega w stadium poczwarki i składa się z 2 procesów:

• histolizy

• histogenezy

Histoliza - rozpadanie się narządów larwalnych w płynną masę; nie ulega zniszczeniu układ nerwowy, płciowy, serce

Histogeneza - proces powstawania tkanek i narządów życia imaginalnego; produktem jest niezróżnicowany materiał wyjściowy (efekt histolizy)

Hormon juwenilny - wydzielany przez ciało przyległe (gruczoł wydzielania wewnętrznego), steruje procesem rozwoju u owadów:

• wysoki poziom - rozwój larwy

• śladowe ilości - pojawia się poczwarka

• brak hormonu - pojawia się imago

Funkcje imago:

• rozród

• rozprzestrzenianie się

• niektóre gatunki żerują, np. chrząszcze

• żer uzupełniający i regulujący

• długość życia zmienna

Owady:

• dzienne - bielinek kapustnik

• zmierzchowe - chrabąszcze

• nocne - brudnica mniszka

Rytm ten uwarunkowany jest genetycznie. Czynnikiem zewnętrznym jest światło.

Liczba pokoleń:

• monowaletne - 1 pokolenie w ciągu roku

• biwaletne - 2 pokolenia

• poliwaletne - wiele pokoleń

Diapauza - fizjologiczny stan spoczynkowy występujący w cyklu życiowym owada w rejonach o periodycznych warunkach klimatu. Zapewnia ekonomiczne wykorzystanie rezerw pokarmowych i pozwala przeżyć okresy niesprzyjających warunków:

• klimat umiarkowany - zima

• klimat tropikalny - pora deszczowa i susza

Rolę sygnałów uprzedzających o wystąpieniu dla życia niesprzyjających okresów spełniają czynniki:

• długość dnia (najistotniejszy)

• temperatura

• wilgotność powietrza

• biochemiczny skład roślin

Fizjologiczne właściwości diapauzy:

• maksymalne nagromadzenie tłuszczów i substancji zapasowych

• utrata wody - przejście w połączenia koloidalne

• ostry spadek intensywności oddychania

Typy diapauzy:

1. kryterium - stadium diapauzujące w zimie:

• embrionalna - w stadium jaja (szarańczaki, jedwabnik morwowy)

• larwalna - w stadium larwy

• poczwarkowa - w stadium poczwarki

• imaginalna - w stadium postaci dorosłej

• kryterium - okres diapauzowania:

• w czasie zimy

• w czasie sezonu wegetacyjnego, okres letni

• kryterium - czynnik warunkujący diapauzę:

• diapauza obligatoryjna - uwarunkowana genetycznie; zapewnia rozwój tylko jednego pokolenia w ciągu roku

• diapauza fakultatywna - uwarunkowana przez czynniki zewnętrzne, głównie fotoperiod

Zakończenie diapauzy - reaktywacja:

• niskie temperatury

• wysokie temperatury

• zwiększona wilgotność lub susza

Odrętwienie - cechy różniące od diapauzy:

• zachodzi w wyniku doraźnie występujących niskich i wysokich temperatur

• organizm jest nieprzygotowany

• procesy fizjologiczne nie ulegają zahamowaniu, ponieważ organizm nie jest przystosowany do takich zmian

• następuje nieekonomiczne zużywanie rezerw pokarmowych i śmierć organizmu

Skóra

Skóra:

• jest pochodzenia ektodermalnego - powstaje z zewnętrznego listka zarodkowego

• pełni rolę szkieletu zewnętrznego

• posiada warstwową budowę:

• oskórka kutikuli

• nabłonka hypodermy

• błony podstawowej

Oskórek:

• jest wytworzony przez hypodermę

• nie ma budowy komórkowej lecz warstwową

• wyściela tchawki, przednią i tylną część przewodu pokarmowego, niektóre gruczoły

• składa się z 3 warstw:

• zewnętrzna epikuttilarna

• wewnętrzna prokutikula:

• egzokutikula

• endokutikula

Epikutikula:

• jest bardzo cienka,

• pozbawiona chityny,

• 4 warstwy,

• zawiera hipoproteiny, woski i polifenole

• chityna stanowi 20 - 50% masy prokutikuli:

• jest polisacharydem

• odporna na substancje chemiczne

• nierozpuszczalna w zasadach, rozpuszczalna w organicznych alkoholach

• z białkami tworzy kompleks chitynowo - białkowy

• egzokutikula - jest najtwardsza, cienka, tu zachodzą procesy skleryzacji (twardnienia), zawiera pigment nadający barwę owadom

• endokutikula - blaszki z kanalikami wypełnionymi wypustkami komórek hypodermy - łączność hypodermy z zewnętrznymi warstwami oskórka

Hypoderma:

• zbudowana z jednej warstwy komórek z okutymi jądrami

• funkcje:

• tworzenie kutikuli

• wydzielanie płynów, które rozpuszczają starą endokutikulę w procesie linienia owada

Błona podstawowa:

• wyściela hypodermę od dołu

• nie wykazuje budowy komórkowej

• przenikają przez nią włókna mięśni, nerwy oraz tchawki

Proces linienia:

1. periodyczna wymiana oskórka przez larwy

2. inicjuje go hormon linienia - ekdyzon

3. komórki hypodermy powiększają się i wytwarzają enzymy proteinazę i chitynazę, które rozpuszczają endokutikulę a materiał ten służy do budowy nowej kutikuli

4. pod starym oskórkiem tworzy się nowy, stary pęka i zostaje odrzucony w postaci wylinki; nowy oskórek jest większy

5. w czasie linienia zrzucona jest także wyściółka tchawek, jelita przedniego i tylnego oraz tchawek

Przepuszczalność oskórka:

• dla wody - nieprzepuszczalny, zawartość wosków w kutikuli

• dla gazów - jest różna dla różnych rejonów ciała i różnych stadiów (w starszych zmniejsz się)

• dla insektycydów - ze względu na zawartość substancji białkowych i tłuszczowych stanowi główną barierę dla pestycydów

Wytwory skóry:

• wytwory zewnętrzne:

• urzeźbienie zewnętrzne - powstaje bez udziału hypodermy (włoski, kolce, brodawki, zgrubienia punktowe, zagłębienia w kutikuli)

• wytwory strukturalne - powstają z kutikuli i hypodermy (włoski, szczecinki)

• wytwory wewnątrz - szkieletowe:

• służą za przyczep mięśni i niektórych narządów wewnętrznych

Gruczoły skórne:

• są gruczołami wydzielania zewnętrznego i mają przewody, którymi wydzielają swoje substancje na zewnątrz ciała

• do nich należą gruczoły:

• wonne - produkują feromony płciowe i inne atraktanty (działanie wabiące)

• odstraszające - produkują substancje obronne, repelentne (działanie odstraszające); wydzielina ich jest cuchnąca lub parząca, np. strzel łoskotnik

• woskowe - wosk może być produkowany w formie pyłku, nici lub łusek, np. pasieka zarodowa

• lakowe - produkują lak (żywic pomieszana z białkiem, woskiem i innymi substancjami), np. czerwce

• smarowe - ich wydzielina zapobiega przenikaniu wody do jamy i umożliwia dostęp powietrza do przetchlinek, np. u owadów wodnych

• grzebne - występują u gąsiennic, larw chruścików, błonkoskrzydłych, chrząszczy, a nawet u dojrzałych owadów, psotniki, czerwce, nogoprzędki

• allotroficzne - ich wydzieliny służą do żywienia innych osobników własnych lub obcego gatunku

• jadowe - związane są z pokładełkiem lub żądłem owadów, np. błonkówki

Zabarwienie ciała:

• pigmentacyjne - (chemiczne) jaskrawe, matowe:

• melanina (żółty, jasnobrązowy do czarnego)

• pteryny (białe, żółte do pomarańczowego i czerwonego

• barwniki pobierane z pokarmem:

• karotenoidy (żółty i czerwony)

• flawony (żółty i czerwony)

• antocjany (czerwony i niebieski)

• strukturalne - (fizyczne) optyczne, z połyskiem:

1. powstaje w wyniku charakterystycznej budowy kutikuli

2. zależy od rozszczepienia i od odbijania promieni świetlnych

Znaczenie ubarwienia dla owadów:

• melanina - chroni przed szkodliwym działaniem promieni nadfiołkowych, ma duże znaczenie przy regulowaniu temperatury ciała

• kryptyczne - ochronne, owady podobne do suchych lub zielonych liści, kory drzewnej, gałązek, porostów, nierówności gleby itp.

• odstraszające - jaskrawe, np. plamki oczne - mają zaskoczyć i przestraszyć wrogów

• mimikra - podobieństwo ubarwienia dwóch organizmów, z których jeden zaopatrzony jest w różne „urządzenia obronne” (np. żądło), drugi natomiast pozbawiony jest obrony i naśladuje tylko swój uzbrojony model

• seksualne - w ubarwieniu zaznacza się dymorfizm płciowy

Funkcje skóry:

• stanowi zewnętrzny szkielet

• wytwarzane przez skórę skleryty (płytki, listwy, tarcze) stanowią przyczep dla mięśni

• nadaje ciału określony kształt

• osłania wewnętrzne narządy chroniąc je przed uszkodzeniem

• wyściela jamy wewnętrzne ektodermalnego pochodzenia, np. tchawki

• znajdują się tu gruczoły wydzielania zewnętrznego

• z oskórkiem związane jest ubarwienie owadów (pigmenty wchodzą w skład egzokutikuli)

• zapobiega parowaniu wody z organizmu

• zapobiega przenikaniu do ciała owada trucizn z wyjątkiem tych rozpuszczalnych w tłuszczach

• chroni przed działaniem promieni świetlnych i wnikaniem patogenów

Jama ciała, układ mięśniowy

Budowa wewnętrzna owada:

• mózg

• pień nerwowy

• cewki Malpighiego

• jelito

• otwór płciowy

• otwór odbytowy

• serce

• jajniki

Jama ciała:

• rozdzielona jest dwoma przeponami na trzy zatoki:

1. okołoosierdziowa (górna) - tu znajduje się naczyne grzbietowe spełniające rolę serca

2. okołonerwowa (dolna) - tu znajduje się brzuszny pień nerwowy

3. okołotrzewiowa (środkowa, największa) - tu znajdują się narządy układu pokarmowego, wydalniczego, ciało tłuszczowe oraz narządy rozmnażania

• jamę ciała otacza skóra i mięśnie

Ciało tłuszczowe:

• to różnego kształtu i koloru (białe, żółte, pomarańczowe, zielonkawe) komórki pochodzenia mezodermalnego

• komórki te leżą między wewnętrznymi narządami, głównie w trzewiowym odcinku jamy ciała - warstwa

• peryferyjna warstwa ciała tłuszczowego, leży pod ściankami ciała tj. bliżej hypodermy - warstwa ścienna

• w czasie życia ciało tłuszczowe przechodzi duże zmiany (objętości i histogeiczne)

Fizjologiczna rola ciała tłuszczowego:

• magazynowanie substancji odżywczych (główna rola):

• w stadium larwy i imago komórki ciała tłuszczowego wypełnione są substancjami zapasowymi w postaci tłuszczów, białek i glikogenu

• są one zużywane głównie przez imago, ale też w stadium poczwarki i larwy

• u larwy pszczoły miodnej ciężar ciała tłuszczowego stanowi 65% ciężaru ciała

• głównym źródłem energii dla owadów są tłuszcze

• zapas tłuszczu decyduje o przeżywaniu zimy

• fakt ten wykorzystuje się przy opracowywaniu prognoz długoterminowych

• rolnica zbożówka żeby przezimować musi mieć zapas tłuszczu co najmniej 6,42%, badania grupy u której tłuszcz stanowi 3,71% ginęła

• niektóre owady w stadium imago nie pobierają pokarmu, zużywają wtedy substancje nagromadzone w ciele tłuszczowym larwy, np. jedwabniki, gzy

• ciało tłuszczowe jest miejscem pośredniego metabolizmu:

• następuje tutaj synteza glikogenu, który może być szybko rozkładany do glukozy

• ciało tłuszczowe pochłania produkty metabolizmu:

• ma charakter wydalania wewnętrznego; uzupełnia funkcje cewek Malpighiego gromadząc sole kwasu moczowego i sole wapnia

• z ciałem tłuszczowym związane są komórki:

• enocytów, które odgrywają rolę w tworzeniu kutikuli i linieniu

Układ pokarmowy dzieli się na 3 odcinki:

• jelito przednie - powstaje z ektodermy

• jelito środkowe - z endodermy

• jelito tylne - z ektodermy

Jelito przednie dzieli się na:

• gardziel

• przełyk z wolem, które służą jako zbiorniki do gromadzenia pokarmu - tu rozpoczyna się trawienie

• żołądek mięśniowy (przedżołądek) - z chitynowymi ząbkami:

• mechaniczne rozdrobnienie pokarmu

• odfiltrowanie stałych cząstek od płynów

• występuje u owadów gryzących

Zadania jelita przedniego:

• rozdrobnienie pokarmu

• mieszanie ze śliną

• przygotowanie do trawienia

Jelito środkowe:

• jest to żołądek od wewnątrz wyścielony nabłonkiem gruczołowym o kształcie:

• cylindra

• małego worka

• długiej, zgiętej rurki

Zadania jelita środkowego:

• wytworzenie enzymów trawiennych

• trawienie pokarmu

• resorpcja części strawionych

Jelito środkowe może:

• być miejscem gromadzenia się pokarmu (niektóre Heteroptera)

• pełnić rolę filtru (niektóre Sternorrhyncha)

W ścianach jelita występują symbionty (mikroorganizmy, bakterie) - biorą udział w przemianie materii.

Komora filtracyjna:

• tworzy ją przednia część jelita środkowego; uniemożliwia przenikanie płynnej frakcji soku komórkowego bezpośrednio do jelita tylnego

Jelito tylne:

• uchodzą tu cewki Malpighiego

• dzieli się na:

• 
  cienkie

• grube jelito

• proste (prostnica)

Zadania jelit tylnego:

• wchłanianie wody z resztek masy pokarmowej

• wydalanie odchodów przez otwór odbytowy

Trawienie:

• pokarm przerabiany jest:

• mechanicznie - przez narządy gębowe

• chemicznie - hydroliza białek, tłuszczów i węglowodanów przy udziale enzymów:

• następuje rozkład na związki prostsze rozpuszczalne w wodzie

• mogą przenikać przez ścianki jelita do krwi

Enzymy dzieli się na:

• proteazy - wydzielane w jelicie środkowym, rozkładają białka

• lipazy - wydzielane w jelicie środkowym, rozkładają tłuszcze

• karboksylazy - produkowane przez gruczoły ślinowe i w jelicie środkowym, rozkładają węglowodany

Gdy na pokarm składają się błonnik, wosk, substancje rogowe (kreatyna) to trawienie przebiega:

• za pomocą własnych enzymów

• za pomocą enzymów wydzielanych przez symbionty żyjące w jelicie owada

Sposoby trawienia:

• jelitowe - wewnętrzne (większość owadów)

• pozajelitowe - enzymy wyprowadzane na zewnątrz i trawione poza jelitem (występuje u drapieżników, zoofagów, niektórych fitofagów)

Działanie insektycydów na układ pokarmowy:

• dostają się z pokarmem do żołądka

• powodują:

• wymioty

• uszkodzenie przewodu pokarmowego poprzez trwale połączenia z białkami komórek nabłonka

• zniszczenie systemu nerwowego

• hamuje lub przyspiesza ruchy perystaltyczne jelit zakłócając trawienie

Układ wydalniczy

Funkcje:

• wydalanie z organizmu substancji zbędnych lub szkodliwych powstałych na drodze przemiany materii (funkcja zasadnicza)

• wydalanie substancji ważnych w życiu owada (funkcja dodatkowa):

• wapiennych

• przędnych

• sporadycznie wydalane są enzymy trawienne

Wydalane są:

• kwas moczowy w postaci kryształów

• węglan wapnia, amoniak, sole amonowe, kwas salicylowy i inne

Cewki Malpighiego:

• są to cienkie i długie rurki (cewki) zakończone ślepo w jamie ciała i połączone z przewodem pokarmowym, na granicy jelita środkowego i tylnego

• liczba 2 - 7 (oligonefria), do 250 (polinefria)

Inne organy pełniące funkcje wydalnicze:

• gruczoły wargowe - występują u owadów bezskrzydłych, zastępują cewki Malpighiego

• ciało tłuszczowe - gromadzi szkodliwe substancje w postaci kryształków kwasu moczowego

• nefrocyty (komórki osierdziowe) - grupy komórek, które występują wokół serca owada, pochłaniają substancje szkodliwe w postaci koloidalnej

Układ krwionośny

Otwarty - krew wypełnia jamę ciała i przestrzenie między narządami; hemolimfa krąży także w odnóżach oraz skrzydłach.

Po stronie grzbietowej znajduje się naczynie grzbietowe. Wyróżniamy tam:

• serce - tylny odcinek (w odwłoku), składa się z serii komórek pulsujących (1 - 12 par) z ostiami (otwory przez które wpływa krew)

• aortę - przedni odcinek (pozbawiony komór, ostii, w postaci prostego przewodu)

Obieg następuje w wyniku pulsowania komór serca oraz pracy przepony grzbietowej i brzusznej. Obiegowi krwi w przydatkach ciała (czułki, nogi, skrzydła) sprzyjają narządy pulsujące.

Krew (hemolimfa) składa się z:

• osocza - zawiera sole nieorganiczne, białka, aminokwasy, węglowodany, tłuszcze, kwas moczowy, enzymy, wodę 75 - 90%

• elementów komórkowych hemocytów - to bezbarwne komórki swobodnie pływające w osoczu

Grupy hemocytów:

• limfocyty

• leukocyty

• komórki ziarniste

• enocyty

Funkcje hemolimfy:

• transport substancji pokarmowych i dostarczanie do tkanek

• pochłanianie szkodliwych produktów przemiany materii i przeniesienie do narządów wydalniczych

• zawiera hormony tj. substancje regulujące procesy fizjologiczne

• umożliwia istnienie chemicznych powiązań między narządami i łączy organizm w jedną całość

• nie zawiera hemoglobiny (wyjątek muchówki) i nie pośredniczy w przekazywaniu tlenu do tkanek

• wytwarza ciśnienie wewnętrzne czyli turgor, to nadaje kształt owada

• zabezpiecza przed chorobotwórczymi mikroorganizmami

• w pewnych przypadkach jest wytryskiwana w celach samoobrony, np. u świerszczy

Wpływ insektycydów:

• małe stężenie - pobudzanie akcji serca

• duże stężenie - zahamowanie akcji serca

• licznie chlorowane wpływają na nieregularną pracę (arytmia)

• krew przenosi je do systemu nerwowego i tkanek, gdzie ujawnia się ich toksyczność

Układ oddechowy

Owady oddychają tchawkami.

W skład tego układu wchodzą:

• tchawki - silnie rozgałęzione, nerkowate, uchodzą na zewnątrz przetchlinkami; rozgałęziają się wewnątrz ciała

• tenidia - zapobiegają spłaszczaniu tchawek, mają kształt spirali, na ich ścianach

• przytchlinki - regulują dostęp tlenu do ciała otwierając się i zamykając; leżą na płatach bocznych segmentów; brak ich na segmentach głowowych, na jednym tułowiowym i na końcowych odwłoka; regulują wymianę gazową

• tracheole - drobno rozgałęzione tzw. tchawki kapilarne; są najcieńszymi, rozgałęzionymi zakończeniami tchawek

• worki powietrzne - rozszczepione pnie tchawkowe; biorą m.in. udział w wentylacji tchawek

Proces oddychania:

powietrze przez przetchlinki do głównych pni tkankowych, potem do tracheoli, później do komórek i tkanek.

Powietrze dostaje się do tkanek:

• biernie - przez dyfuzję

• aktywnie - przez ruchy oddechowe

Sposoby oddychania:

• przez skórę (larwy pasożytniczych gąsienniczników)

• u larw pasożytniczych - łączenie systemu tchawkowego z układem oddechowym żywiciela

• owady wodne przy pomocy:

• powietrza atmosferycznego gromadząc je pod pokrywami

• za pomocą skrzelotchawek (larwy ważek, wojsiłek)

• owady żyjące w tkankach roślinnych powietrzem atmosferycznym z roślin

Narządy zmysłów

Narządy zmysłów:

• pośredniczą pomiędzy środowiskiem zewnętrznym a organizmem i przekazują informacje dotyczące zewnętrznych warunków życia

• podstawową jednostką są komórki nerwowo - czuciowe (sensile), które składają się z:

• elementów odbierających bodźce zewnętrzne (receptorów)

• przylegających do receptorów komórek nerwowych

• niewielkich zwojów nerwowych łączących receptory z centralnym układem nerwowym

Rodzaje zmysłów u owadów:

• dotyk

• smak

• węch

• słuch

• wzrok

Sensile - mogą odbierać bodźce mechaniczne (mechanoreceptory) oraz chemiczne (chemoreceptory).

Rodzaje sensili - kształt:

• włoska (trichoidalne)

• stożka (bazikoniczne)

• ampułki (stylokoniczne)

• kopułki (dzwonkowate)

• płytki (plakoidalne)

Zmysł dotyku - receptory dotyku (mechanoreceptory):

• głównie sensile trichoidalne - zmiana w położeniu włoska przekazywana jest komórce czuciowej i dalej do mózgu

• sensile dzwonkowate - na skrzydłach, nogach, wyrostkach rylcowych; odbierają wstrząsy

• narządy chordotonalne - grupa sensili na odnóżach, odwłoku, u nasady skrzydeł; pełnią różne funkcje: słuchowe, regulują położenie ciała w czasie lotu

• narząd Jonsona - na czułkach, jako organ słuchu

Zmysł słuchu - receptory słuchu (narządy tympanalne):

• są zbiorem sensili połączonych cienką kutikulą (błoną bębenkową)

• są szczególnie rozwinięte u owadów wydających głośne dźwięki (pasikonik)

• za ich pomocą owady odbierają sygnały wysyłane przez osobniki tego samego gatunku (sygnał płciowy), reagują na gwizd

Zmysł chemiczny - smak i węch:

• chemoreceptory znajdujące się na narządach gębowych, nogach i czułkach pozwalają odbierać bodźce węchowe i smakowe (feromony i różnice smakowe)

• owady rozróżniają smaki: słony, słodki, gorzki, kwaśny

Zmysł wzroku - narządy wzroku u owadów:

• oczy złożone (imago larwy o przeobrażeniu niezupełnym)

• oczy proste (przyoczka)

• oczy boczne (lateralne, stemmy)

Oczy złożone:

• są to przysadki głowowe

• umieszczone są po obu stronach głowy

• często są bardzo dobrze rozwinięte i mogą zajmować znaczną część głowy

• występują u imago i u larw owadów o przeobrażeniu niezupełnym

• składają się z licznych (do 28 tys.) ommatidiów (fasetek) unerwionych nerwami idącymi od płatów wzrokowych mózgu

• każde ommatidium widzi tylko część obrazu, a cały obraz jest sumą obrazów widzianych przez poszczególne ommatidia

Budowa ommatidia:

• ma kształt sześciokąta

• dioptryczna - załamująca (rogówka + stożek krystaliczny)

• receptoryczna - przyjmująca (siatkówka)

• pigmentowa (aparat izolacji optycznej)

Sposoby widzenia:

• widzenie apozycyjne (mozaikowate):

• maja je owady dzienne

• każde ommatidium stanowi izolowana rurkę

• przenika do niego tylko promień świetlny biegnący przez rogówkę

• cały przedmiot widziany jest wskutek przylegania obrazów tj. apozycji

• widzenie superpozycyjne:

• posiadają je owady nocne i aktywne o zmroku

• izolowana jest tylko część dioptryczna

• do pałeczki wzrokowej docierają 2 promienie prostopadłe i skośne z sąsiednich fasetek (zwiększony efekt świetlny)

• obrazy powstają wskutek sumowania i nakładania się (superpozycji)

Oczy proste = przyoczka = oczy grzbietowe:

• liczba przyoczek 2 - 3 sztuki

• leżą między oczami złożonymi na czole i na ciemieniu

• występują tylko u niektórych owadów

Przyoczka:

• są unerwione przez przedmóżdże i nie biorą bezpośredniego udziału w widzeniu

• regulują pracę oczu złożonych w warunkach zmiennej intensywności oświetlenia

Oczy boczne - stemmy:

• występują u larw wtórnych i w końcu metamorfozy zostają zastąpione przez oczy złożone

• liczba ich waha się od 1 do 6 par

• są ułożona w kształcie wianuszka po bokach głowy larwy

• są unerwione przez płaty wzrokowe mózgu i pełnią funkcje wzrokowe

Widzenie u owadów:

• rozróżniają kształt, niektóre barwy i odległość przedmiotu

• owady widzą na odległość 1 m, ale z bliska widza pyłki wielkości 8 mikronów

• przejawiają częściowy daltonizm, rozróżniają barwę żółtą i niebieską, pozostałe widzą w odcieniach szarości

• owady widzą światło spolaryzowane

Chemiczne informatory owadów i ich znaczenie w ochronie roślin

Grupy chemicznych informatorów (semizwiązków):

1. feromony

2. allelozwiązki

3. hormony

Feromony:

• są to związki wydzielane przez zwierzęta do środowiska i wpływające na zachowanie się i kontakty pomiędzy osobnikami tego samego gatunku

• należą do informatorów wewnątrzgatunkowych

• są wydzielane przez gruczoły wonne zaliczane do gruczołów wydzielania zewnętrznego

• są to lotne, stosunkowo proste związki organiczne o masie cząsteczkowej 200 - 300

• feromon jest zwykle mieszaniną 2 lub kilku związków w określonych proporcjach

Typy feromonów:

• płciowe - wydzielane przez samice, wabią samce do kopulacji, rzadziej samce, np. u korników, mola ubraniowego

• kontrolujące rozwój dojrzałości płciowej - np. u społecznych błonkówek matka produkuje feromon, który hamuje rozwój narządów rozrodczych robotnic

• alarmu - wydzielane do środowiska ostrzegają osobniki własnego lub pokrewnych gatunków o niebezpieczeństwie, np. o drapieżcy

• znacznikowe - np. mrówki pozostawiają ślad, po którym wędrują inne osobniki

• agregacyjne i rozpraszające - wpływają na gromadzenie się osobników jednej lub obu płci danego gatunku lub odwrotnie, na ich rozpraszanie

• dystrykcyjne (terytorialne) - decydujące o określonym rozmieszczeniu populacji na danym terenie

Feromony:

• ten sam gatunek może produkować różne feromony, np. prusak produkuje feromon płciowy i agregacyjny

• reakcja owada na feromon zależy od jego stadium i liczebności

• intensywność produkcji feromonu przez samicę zależy od jej wieku i pory dnia

Feromony płciowe:

• są wydzielane przez jedną płeć, najczęściej samicę, w celu zwabienia płci przeciwnej

• gruczoły produkujące feromony płciowe najczęściej położone są w odwłoku - w okolicy narządów płciowych

Informacja zakodowana w feromonie odbierana jest przez receptory zlokalizowane na powierzchni czułków, głaszczkach lub stopach.

Feromony płciowe - wykorzystanie w ochronie roślin:

• rejestracja gatunków szkodliwych - stosując przynęty feromonowe można ustalić:

• termin pojawu szkodników

• dynamikę jego liczebności

• zasięg jego występowania

• próg ekonomicznej opłacalności zabiegu licząc złowione owady

• do zwalczania szkodników przez:

• pułapki feromonowe, które rozkłada się w odpowiedniej liczbie na polach czy sadach

• wabienie na rośliny żywicielskie, które zostały potraktowane feromonem i póżniej zniszczone

• powodowanie dezorientacji w środowisku - wprowadzenie do środowiska sztucznego feromonu, sprawia, że samiec nie może znaleźć samicy, brak kopulacji i obniżenie liczebności

Wady stosowania feromonów:

• feromony z reguły wyłapują część samców, a pozostałe zwiększają swoją aktywność

• metoda ma zastosowanie do zwalczania gatunków obupłciowych

• są to związki aktywne, w środowisku obojętne, ale nie są trwałe i wymagają odpowiedniej techniki stosowania

Feromony alarmu w ochronie roślin:

• owady potraktowane feromonem alarmu ulegają rozproszeniu i jest większa szansa ich zetknięcia się z insektycydem

• próby zastosowania syntetycznych i naturalnych feromonów alarmu dały obiecujące rezultaty w szklarniach

Pułapki feromonowe:

• pułapka typu Delta - ma wymienną podłogę lepową, pośrodku której umieszczany jest dyspenser z feromonem

• pułapki kominowe - służą do odłowu samców piętnówki kapustnicy, omacnicy prasowianki, zachodniej stonki kukurydzianej, przeziernika porzeczkowego

Allelozwiązki:

• wykazują działanie międzygatunkowe

• dzielą się na kilka grup:

• allomony - korzystne dla organizmu wytwarzającego

• kairomony - korzystne dla odbiorcy

• synomony - korzystne dla obu stron

Kairomony:

• wykorzystywane w ochronie roślin

• są to związki korzystne dla odbiorcy

• mogą mieć charakter atraktantów lub stymulantów

• z punktu widzenia ochrony roślin ważne są kairomony wydzielane przez szkodniki, które:

• wabią pasożyty i drapieżce w rejon jego występowania

• ułatwiają znalezienie gospodarza (szkodnika)

• stymulują proces składania jaj, przez pasożyta w ciało gospodarza lub w jego pobliżu

• związki te wpływają na stosunki ilościowe w układzie gospodarz - pasożyt

Kairomony w ochronie roślin:

• kairomony występują też w roślinach

• zgromadzone w ciele żerujących na szkodnikach potęgują efekt przyciągania pasożytów i drapieżców

• mogą być wykorzystane w ochronie roślin przez:

• stosowanie ich na uprawy dla nasilenia wabienia pasożyta na porażone rośliny

• przez uprawę odmian

Allomony w ochronie roślin:

• są to związki korzystne dla organizmu wytwarzającego go

• mogą mieć charakter repelentów, atraktantów lub jadów

• można tutaj zaliczyć związki chemiczne:

• które pełnią funkcje obronne między zwierzętami

• substancje specyficzne roślin, które odstraszają owady fitofagiczne

• substancje wydzielane przez drapieżcę i wabiące ofiary

• jady wydzielane przez drapieżcę

• substancje emitowane przez owadożerne rośliny i wabiące owady - ofiary

• w ochronie roślin szczególne znaczenie mogą mieć te substancje roślinne, które uniemożliwiają żerowanie lub rozwój owada na roślinie

• związki te stanowią częstą przyczynę odporności gatunkowej i odmianowej roślin na szkodniki

Hormony:

• są to endogenne substancje pokarmowe produkowane przez gruczoły wydzielania wewnętrznego

• wpływają na rozwój i czynności życiowe organizmu

• w ochronie roślin mają zastosowanie:

• hormon juwenilny

• hormon linienia

Hormon juwenilny:

• produkowany jest przez ciało przyległe

• występuje tylko w stadiach młodocianych, w niewielkich ilościach w stadium diapauzy

• hamuje rozwój owada dorosłego

• ich chemiczne analogi wykorzystywane są celem zakłócenia rozwoju owadów:

• przedłuża się rozwój larwy (zwiększenie liczby pokoleń)

• larwa nie przepoczwarcza się

• zakłócenie procesu diapauzy

• hormony juwenilne znalazły zastosowanie do zwalczania komarów, mrówek faraona, much

• są bezpieczne dla innych organizmów

• ograniczają rozród owadów (wpływają na dynamikę liczebności ich populacji)

• działają powoli, zapobiegawczo (zapobiegają gradacjom)

• działają selektywnie

Owady synantropijne - związane z siedzibą ludzką.

Hormon linienia:

• jest produkowany przez gruczoły przedtułowowe

• decyduje o przebiegu procesu zrzucania starego i tworzeniu nowego oskórka:

• katalizuje reakcje powodujące twardnienie oskórka

• uzyskano syntetyczne inhibitory syntezy chityny:

• preparaty Dimilin, Rimon, Nomolt

• preparaty te działają tylko na stadia larwalne owadów roślinożernych (fitofagów)

• inhibitory syntezy chityny zjedzone wraz z pokarmem uniemożliwiają wytworzenie nowego oskórka podczas wylinki i powodują śmierć larwy

• oceniane są jako insektycydy względnie bezpieczne dla środowiska

---