Диапауза как регулятор жизненного цикла

В годичном цикле насекомого встречаются длительные неблагоприятные периоды сезона, когда активная жизнедеятельность организма невозможна. В эти неблагоприятные периоды сезона организм вынужден резко замедлять процессы роста и развития, что позволяет экономнее расходовать накопленные питательные вещества. Состояние глубокого физиологического покоя называется диапаузой.

Диапауза обеспечивает следующие функции:

1) переживание неблагоприятных периодов сезона;

2) постоянство годичного цикла растительноядного насекомого с фенологией пищевых растений и климатическими условиями данной местности.

Насекомые, находящиеся в состоянии диапаузы, обладают рядом особенностей. Активные фазы развития (личинка, имаго) при переходе в диапаузу обычно прекращают питание и становятся малоподвижными, в яйце приостанавливается развитие зародыша. У некоторых насекомых появляется отрицательный фототаксис, что облегчает подыскивание укрытий. Также у насекомых замедляется обмен веществ в организме, что обеспечивает более экономное расходование его энергетических ресурсов в течение длительного времени.

Многообразие форм диапаузы у насекомых классифицируется по трем принципам:

1) в зависимости от сезона, когда наблюдается диапауза;

2) от фазы развития организма, в которой возникает диапауза;

3) от обязательного или факультативного появления диапаузы в жизненном цикле данного поколения.

В зависимости от сезона диапауза может возникать как в зимний, так и летний периоды. Например, у зимней пяденицы в годичном цикле встречается летняя (в фазе яйца) диапауза. В отдельных случаях зимняя диапауза имеет затяжной характер и длится более года. Например, многолетняя диапауза у картофельного колорадского жука.

Фазы развития, в которых возникает диапауза, у насекомых различны, но определенны для данного вида. В фазе яйца эмбриональная диапауза характерна для тли, яблонной медяницы. Личиночная диапауза характерна для гусениц боярышницы, златогузки, лугового мотылька, а куколочная диапауза – для капустной совки, капустной белянки, капустной мухи. Во взрослой фазе встречается имагинальная диапауза, которая характерна для многих видов жесткокрылых (семейство долгоносиков, семейство листоедов).

Различают также обязательную и факультативную диапаузу.

Обязательная, или облигатная, диапауза характерна для моновольтинных видов, так как насекомое может развиваться только в одном поколении в течение года. Наступление диапаузы не связано с внешними климатическими условиями, а зависит от наследственно закрепленного ритма. Выход, или реактивация, из состояния диапаузы у этих насекомых связан с климатическими условиями. Наследственно закрепленное моновольтинное развитие является надежной формой синхронного развития жизненного цикла насекомого с сезонной сменой внешних климатических условий и с прохождением фенофаз растением.

Факультативная, или необязательная, диапауза характерна для поливольтинных видов. Возникновение и прекращение факультативной диапаузы контролируется внешними климатическими факторами. Такой тип сезонного развития насекомых пластичнее моновольтинного и позволяет полнее использовать потенциальные возможности размножения. Эти виды насекомых в течение ряда поколений развиваются без диапаузы. При приближении неблагоприятных условий, под влиянием внешнего сигнала, развитие особей несколько изменяется, и насекомые начинают физиологическую подготовку к переживанию неблагоприятного периода.

Сигналами о приближении неблагоприятных (осенне-зимних) условий служат изменение продолжительности дня, понижение температуры среды, изменение влажности среды и качества пищи.

ЛИТЕРАТУРА

1. Осмоловский, Г.Е. Энтомология / Г.Е. Осмоловский, Н.В. Бондаренко. Л.: Колос, 1980. 353 с.

2. Бей-Биенко, Г.Я. Общая энтомология / Г.Я. Бей-Биенко. М.: Агропромиздат, 1986. 278 с.

3. Вредители сельскохозяйственных культур и лесных насаждений / под общ. ред. В.П. Васильева. 2-е изд., испр. и доп. Киев: Колос. Т. 1 – 1987. 439 с.; т. 2 – 1988. 575 с.; т. 3 – 1989. 405 с.

СОДЕРЖАНИЕ