Климатические факторы

Климатические факторы.

Классификация факторов среды и адаптации организмов к ним. Общие закономерности влияния факторов среды на организмы и реакции организмов на факторы среды.

Любая среда формируется сочетанием большого комплекса компонентов. Эти свойства (элементы), воздействующие на организм, называют экологическими факторами. Количественные значения и сочетания элементов обуславливают различие одной и той же среды (соленые и пресные водоемы, поверхностные и глубинные воды, пустыни и условия дождевого леса). Т.о. в одной среде жизни формируются различные среды обитания. Необходимые для жизни организма факторы образуют условия существования (тепло свет, газовый состав и др.), а также комплекс факторов безразличных для организмов, которые в совокупности с необходимыми факторами образуют экологическую среду.

В зависимости от изменения параметров различают факторы стабильные или не изменяющиеся в течение длительного времени (газовый состав, рельеф, сила тяготения земли, соленость океана), изменяющиеся (факторы, параметры кот. варьируют). При этом они могут быть регулярно-периодичными – связаны с изменением времени года, суток, отливами, приливами и нерегулярными – землетрясение, цунами, ураган, или направленными в течение длительного времени – изменение климата.

В зависимости от характера воздействия на организм факторы м.б.:

— прямодействующие (непосредственно влияющие на организм);

— косвенные (воздействующие опосредованно – засуха на животных прямого воздействия не оказывает, а оказывает на растения).

Э. факторы могут выступать как раздражители вызывая структурные, биохимические, физиологические адаптации. Могут выступать как ограничители (тепло), модификаторы (недостаток света приводит к отсутствию подразделения мезофиллов на губчатых и столбчатых, сигналы, свидетельствующие об изменении других факторов (изменение длины дня).

абиотические (тепло, вода, свет, газ. состав, мех-й состав почвы- простые, орография, едофические, климатические — комплексные), биотические (фитогенные, зоогенные, действие микроорганизмов), антропогенные.

ТЕПЛО. (температурные границы активных жизненных процессов 0-50°С), но есть организмы со специфическими ферментами (в горячих источниках t выше 100°С существуют организмы).

По отношению к теплу различают организмы:

— криофилы (низкие t), — термофилы (высокие t)- многие микроорганизмы, личинки насекомых.

При обезвожживании семена мноих растений, пыльца, споры могут выносить t до -27°С. При изменении t окружающей среды организмы регулируют обмен веществ 2 путями:

1. изменение физиологических процессов, различные биохимические перестройки (концентрации клеточного сока, изменение активности ферментов) – пойкилотермные организмы t тела = t окр. среды.

2. организмы поддерживают постоянную t тела (обеспечивается кодом генетич-х реакций) – гомойотермные организмы.

3. Промежуточное положение занимают гетеротермные (t тела меняется в течение сезона, что связано с впадением в спячку).

Количество тепла определяет ареал распределения растений и животных. Тепло – формообразующий фактор (при низких t образ-ся сильно изрезанные листья – уменьшение теплоотдачи). Биохим-кие адаптации сводятся к изменению связывание свободной и связанной воды, хим-го состава цитоплазмы, к специфич-му набору белков и ферментов. Физиологич-ие адаптации – изменение инетнсивности дыхания, фотосинтеза, к морфологическим адаптациям относят напр. развитие мощной корки, мощной кутикулы, почечных чешуй.

По адаптации к низким t различают растения:

1. нехолодостойкие (гибнут или повреждаются при t выше тоски замерзания воды) – водоросли южных морей, тропич. широт,

2. неморозостойкие (переносят низкие t, но гибнут, когда на них образ-ся лед) – все субтропич-е растения, большинство растений умеренных широт,

3. льдоустойчивые – яблоко, каштаны. Имеют особенность – их наземная часть может выдержать более низк. t, чем подземная часть на 50°С.

1. пойкилотермные — огромная группа — насекомые, рыбы, ракообразные,

2. гомойотермные – химическая терморегуляция – при повышении обменных процессов выделяется тепло. Физиологическая терморег-я – способность удерживать или рассеивать терло благодаря перьевому, меховому покрову, распред-я жир-го слоя и др. Поведенческие адаптации – изменение положения в пространстве – единственный способ терморегуляции для многих животных.

Большое значение для теплорегуляции имеет соотношение м/ду поверхностью и объемом тела, т.к. продуцирование тепла зависит от массы, а потеря – от поверхности.

Организмы можно разделить на:

1. стенотермные – обитающие в узких темпер-х границах – большинство растений и жив-х влаж. тропич. лесов, глубоководных организмов,

2. эвритермные – широкая амплитуда темп-ных колебаний – умеренные широты, крайний север.

СВЕТ. Явл-ся основным источником энергии, необходимым для жизнедеят-ти организмов. Из всего кол-ва солнечной энергии попадающего на нашу планету, только 47% ее достигает поверхности земли. Для организмов важно не только кол-во, но и кач-во получаемого излучения.

Для фотосинтеза использ-ся свет в диапазоне от 380 до 710нм. Инфракрасные лучи с длиной волны более 750нм оказ. на человека тепловое воздействие.

Видимый свет не равнозначен для автотрофных и гетеротрофных растений. Для зеленых растений – свет – основной фактор воздушного питания – фотос-з. Свет определяет сроки цветения, листопадов – сильный формообразующий фактор.

По отношению к свету выделяют:

1. гелиофиты (светолюбивые) – сосна, пшеница, лиственница (мощная кутикула, много устьиц),

2. тенелюбивые (сциофиты) – растения нижних ярусов лесов и глубоководные растения,

3. теневыносливые (факультативные гелиофиты) – могут расти и в затемнен-ных и в освещенных условиях – лещина, липа, клен.

адаптации: изменения структуры хлоропластов, сильное тилакоидное развитие, листовая мозаика, для жив-х ориентация в пространстве.

Фотопериод – чередование светлого и темного времени суток и их длительности. Растения чутко реагируют на него изменением процесса роста и развитием. Реакцию животных на Фотопериод называют фотопериодизмом.

Растения делят на:

1. длиннодневные 16-20 ч. длина дня – умерен. зона, северн. ширыты,

2. короткодневные ночь = дню – экваториальные широты,

3. нейтральные – клен американский, одуванчик лекарственный и др.

Животные делят на дневных и ночных.

ВОЗДУХ. Важный показатель –газ. состав, кот. вкл. 78,1%N, 21% О2. 0,003% СО, Н, водяные пары и др. За последние 300-400 лет в воздухе сильно увеличилось содержание тяжелых Ме (свинца), радионуклидов, окислов, формальдегидов, паров кислот, ртути. N – необходим для синтеза белков, О – продукт жизнедеятельности зеленых растений и необходимое условие процесса дыхания аэробных орг-мов, СО2 – поставляет углерод для синтеза органических соединений в процессе фотосинтеза.

+ Передвижение воздушных масс способствует опылению, распространению плодов и семян. Ветер вызывает волнение морских вод = улучшается газообмен.

— Сильный ветер вызывает полегание зерновых, деформирование кроны деревьев; на песчаных почвах вызывает эрозию почв.

ВЛАГА. Важнейший экол-й фактор для всех жив-х орг-мов. В воде осущ-ся большинство реакций. В семенах содерж-ся 10-12% воды, в водорослях до 98%. Зоны поверхности: аридные (сухие – кол-во испарившейся воды м.б. больше выпавших осадков), гумидные (влажные – кол-во испарен. влаги меньше выпавших осадков), м/ду ними переходные зоны (экстрааридные и полуаридные). Основной поставщик влаги – дождь. Режим осадков не менее важен, чем их кол-во. Оч. сильн. дожди могут принести вред: в горах сильн. потоки вымывают почву. Снег явл-ся запасом пресной воды, явл-ся одеялом, предохраняющим почву от замерзания. Лед – отрицательное значение, его образование приводит к вымиранию посевов, ухудшает газообмен м/ду землей и средой. Осадки могут выпадать в Виет града, изморози, тумана, инея. По способу регулир-я водного режима, раст. дел-ся на: пойкилогидрические (не способны регулировать свой водный режим — лишайники), гомойогидрические (способны регул. в.р. – большая часть растений). По приуроченности к условиям обитания различают: гидрофиты (раст. мест избыточн. увлажнения и водные полупогруженные, без приспособлений для регул. в.р. – частуха, кислица, рогоз), мезофиты (раст. мест достаточ. увлажнения, но не избыт. – раст. лугов, леса), ксерофиты (раст. сухих мест обитания – адаптированы к недостатку влаги – мощн. корнев. с-ма, перехват влаги повер-ной корн-й с-мой, берегут влагу — стеблевые, листовые суккуленты). Животные получ. воду 3 путями: ч/з питье, вместе с пищей, в рез-те метаболизма (окисление Ж,Б,У). Среди жив-х различ-т: гигрофилов (влаголюбивые – мокрицы, ужи, лягушки, крокодилы), мезофиллов (больш-во жив-х), ксерофилов (сухолюбивые — кузнечики).

Биотические факторы среды – различают 1.внутривидовые (все особи — конкуренты), численность вида, обособленность его групп. Хара-ся кол-вом особей на опред-й территории. 2. плодовитость – эволюционно сложив-ся способность жив-х приносить приплод. Компенсир-ся естественной смертностью. 3. продолжительность жизни – разница м/ду сам. молодым и старым. 4. этологический – нрав или хар-р – поведение жив-х. 5. групповой эффект – объединение 2-х или более особей с целью приспособления к окр. среде. 6. межвидовая конкуренция – взаимоотношения м/ду особями разных видов и одного вида.

Общие закономерности действия факторов среды на орг-мы:

1. принцип совокупного действия факторов — все факторы действуют на орг-м одновременно и в комплексе.

2. закон оптимума — возрастание напряженности эк. фактораили совок-ти ф. начинается с предельно малых величин, вызывает в начале увеличение эффекта, а после достижения некот. величины дальнейшее нарастание оказ. отрицательное воздействие на жизнедеят-ть дан. орг-ма. Способность орг-мов переносить отклонения факторов среды от оптим-х доз назся толерантностью.

3. правило ограничивающего фактора (закон минимума Либиха) – элементы, кот. отсутствуют или нах-ся в минимуме, препятствуют др. элементам достичь полного эффекта.

4. принцип незаменимости факторов — действие одного фактора м.б. изменено, но не заменено другим.

Основные климатические факторы и их влияние на организм.

Климатические факторы Для существования живых организмов наибольшее значение имеют такие климатические факторы, как температура, влажность, свет.

Температура на земной поверхности зависит от географической широты и высоты над уровнем моря. Кроме того, она меняется по сезонам года. В связи с этим у животных и растений существуют различные приспособления к температурным условиям. У большинства организмов процессы жизнедеятельности протекают в пределах от —4°С до +40…45°С. Этим объясняется скудность жизни в арктических областях и условиях тундры.

Для каждого вида характерна своя оптимальная температура и крайние пределы выживания, при которых протекают процессы жизнедеятельности. Выработались они в процессе отбора, в связи с условиями существования. Большинство морских беспозвоночных очень чувствительны к изменениям температуры и выдерживают ее повышение лишь до 30 °С и редкие из них — до 38 °С. Они обитатели крупных водоемов, не подвергающихся перегреванию, поэтому у них не возникло приспособления к выживанию при высокой температуре. Значительно более широкий диапазон выносливости к изменениям температуры у обитателей мелких пресных водоемов. Они могут выдерживать как промерзание водоема, так и нагревание до 41—44 °С.

У многих организмов (растений и всех животных, кроме птиц и млекопитающих) температура тела зависит от окружающей среды. Они получили название пойкилотермных (греч. пой к ил ос — разнообразный). Интенсивность жизнедеятельности и темпы развития у них зависят от температурных условий. Благоприятная температура для развития лугового мотылька ограничена от 25 °С до 32 °С; выше 35 °С начинается гибель всех стадий его развития, а ниже 10 °С развитие останавливается. Знание интенсивности развития тех или иных организмов при различных температурах важно для проведения мероприятий по борьбе с насекомыми — вредителями сельского хозяйства или переносчиками возбудителей болезней.

Хотя температура пойкилотермных организмов обусловлена температурой окружающей среды, все же и они имеют некоторые механизмы ее из менения в своем теле. Растения могут избегать перегрева, регулируя испарение с листовой поверхности путем автоматического открывания и закрывания устьиц. То же достигается у животных испарением через кожные покровы и дыхательные пути.

Цветы многих растений на ночь и в ненастную погоду закрываются, что предохраняет их от переохлаждения.

Во время интенсивного движения (например, при полете) у насекомых может временно повышаться температура тела на несколько градусов. Но в покое она выравнивается с температурой окружающей среды.

У некоторых общественных насекомых (например, пчел) существует способ поддержания температуры путем коллективной терморегуляции. Изолированная отдельная пчела имеет температуру окружающей среды, но пчелиная семья, состоящая из нескольких тысяч особей, выделяет столько тепла, что в улье устанавливается постоянная температура в 34—35 °С, необходимая для развития личинок.

Наиболее совершенная терморегуляция появилась лишь у высших позвоночных — птиц и млекопитающих, обеспечив им широкое расселение во всех климатических поясах. Они получили название гомойотермных (греч. г о м о й о с — равный) организмов.

У гомойотермных животных терморегуляция осуществляется изменением окислительно-восстановительных процессов, продуцирующих тепло, а также приспособлениями для охлаждения. У большинства млекопитающих охлаждение достигается в результате испарения пота с поверхности кожи и влаги со слизистых оболочек. Волосяной покров у млекопитающих и перья у птиц, подкожные отложения жира также обеспечивают терморегуляцию. В убежищах животных (норах, логовищах) .создается своеобразный, наиболее благоприятный для них микроклимат.

У большинства птиц обычно температура около 40 °С, а у млекопитающих— около 37—38 °С, эта же температура обычно поддерживается как в условиях высокой температуры окружающей среды, так и на морозе. Однако у молодых животных иногда еще несовершенны механизмы терморегуляции, и они на первых порах нуждаются в материнском тепле. Несовершенны механизмы терморегуляции у низших млекопитающих — яйцекладущих и сумчатых. температура тела котооых подвержена изменениям в связи с изменениями в окружающей среде.

Влажность. Без воды жизнь невозможна. Большинство растений и животных влаголюбивы, поэтому у обитателей засушливых мест выработался ряд приспособлений для существования в условиях водного дефицита. Растения степей и пустынь (ксерофиты) могут иметь видоизмененные листья (колючки у кактуса) или совсем быть лишены листвы (саксаул). Некоторые имеют очень глубокие корни (например, верблюжья колючка—до 16 м). У ковыля листья складываются в трубочки, устьицами внутрь, чем уменьшается испарение. Испарению препятствуют и такие приспособления, как плотная кутикула, восковой налет, выросты кожицы — волоски на поверхности листьев.

Особую группу ксерофитов составляют суккуленты, запасающие воду в дождливый период и затем медленно расходующие ее во время засухи. Они имеют мясистый стебель и листья (молодило, очиток, кактусы, агавы).

Наконец, растения-эфемеры имеют короткий вегетационный период (шафран, гусиный лук, тюльпан, мак) и весной до наступления засушливого периода успевают отцвести, образовать семена, запасти питательные вещества в луковицах, корневищах, клубнях.

Большинство животных — обитателей пустынь — может обходиться без воды, получая ее с пищей или на безводный период запасая много жира, при окислении которого в организме образуются молекулы воды; некоторые впадают в летнюю спячку (грызуны, черепахи). Многие обитатели пустынь на день прячутся в норах, спасаясь от жары и потери влаги. Крупные млекопитающие пустынь (кулан, сайгак) могут совершать миграции на дальние расстояния в поисках воды.

Свет — важнейший абиотический фактор, с которым связана вся жизнь на Земле. В спектре солнечного света выделяют три биологически неравнозначные области; ультрафиолетовая, видимая и инфракрасная.

Ультрафиолетовые лучи губительны для всего живого. Жизнь на поверхности Земли возможна благодаря озоновому экрану, который не пропускает основную массу этих лучей. Небольшие их количества, достигающие земной поверхности, необходимы для жизни, с ними, в частности, связан синтез витамина D в организме человека и животных.

Видимые лучи особенно необходимы для жизни. Они используются зелеными растениями для фотосинтеза. Большинство животных хорошо различают эти лучи, без них невозможна ориентировка в пространстве с помощью зрения. Развитие цветового зрения повлекло в процессе естественного отбора к формированию различной окраски у животных, часто имеющей покровительственное значение, и окраски у цветов, привлекающей к себе насекомых-опылителей.

Инфракрасные лучи наиболее богаты тепловой энергией. Они, поглощаясь тканями животных и растений, вызывают их нагревание. С ними связана интенсивность физиологических процессов у растений и пойкилотермных животных.

Характер освещения имеет суточную и сезонную периодичность. В связи с этим у различных видов животных возникла приспособленность к активной жизнедеятельности в различное время суток. Почти все физиологические процессы у растений и животных имеют суточный ритм. Люди это ощущают при быстром перемещении (например, на самолете) из одного часового пояса в другие. Реакция животных и растений на продолжительность светового дня и ночи известна как фотопериодизм.

Основные климатообразующие факторы России. Что такое климатообразующие факторы России?

Климатические факторы

Вся правда о том, как коллаген действует на организм Коллаген, по мнению некоторых, — это волшебный эликсир, который помогает избавиться от морщин, а также укрепляет волосы и ногти. Но действительно ли о.

Климатические факторы

Непростительные ошибки в фильмах, которых вы, вероятно, никогда не замечали Наверное, найдется очень мало людей, которые бы не любили смотреть фильмы. Однако даже в лучшем кино встречаются ошибки, которые могут заметить зрител.

Климатические факторы

13 признаков, что у вас самый лучший муж Мужья – это воистину великие люди. Как жаль, что хорошие супруги не растут на деревьях. Если ваша вторая половинка делает эти 13 вещей, то вы можете с.

Климатические факторы

9 знаменитых женщин, которые влюблялись в женщин Проявление интереса не к противоположному полу не является чем-то необычным. Вы вряд ли сможете удивить или потрясти кого-то, если признаетесь в том.

Климатические факторы

Как выглядеть моложе: лучшие стрижки для тех, кому за 30, 40, 50, 60 Девушки в 20 лет не волнуются о форме и длине прически. Кажется, молодость создана для экспериментов над внешностью и дерзких локонов. Однако уже посл.

Климатические факторы

10 очаровательных звездных детей, которые сегодня выглядят совсем иначе Время летит, и однажды маленькие знаменитости становятся взрослыми личностями, которых уже не узнать. Миловидные мальчишки и девчонки превращаются в с.

КЛИМАТИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

Основные климатические факторы — температура, влажность (воздуха, осадки, свет, ветер, атмосферное давление. Кроме того, существенное влияние на насекомых оказывают климат в целом и непрерывно меняющиеся погодные условия.

Климат определяет распространение насекомых, границы их ареалов, а погодные условия влияют на сроки их развития и колебания численности в популяциях.

Температура. Насекомые — пойкилотермные животные, они не имеют постоянной температуры тела. Если насекомые находятся в состоянии покоя, то температура их собственного тела определяется температурой окружающей среды. В полете или под действием солнечной радиации температура тела насекомых значительно повышается. При этом дыхание становится более интенсивным и поглощение кислорода увеличивается. По наблюдениям И. Д. Стрельникова (1935), у крупных и сильных бабочек (бражников) температура тела под влиянием мышечной работы при летательных движениях крыльев в течение 30 мин поднимается на 18—20° С по сравнению с состоянием покоя. У азиатской саранчи после 2,5 мин полета температура тела увеличивается на 10° С.

При облучении солнечной радиацией температура тела насекомых быстро поднимается, вызывая их активность. Суточный ритм многих насекомых тесно связан с температурой. Перед восходом солнца хищные мухи ктыри безжизненно сидят на стеблях вейника и начинают пробуждаться по мере подъема температуры. При этом время появления отдельных видов тесно связано с их происхождением: раньше появляются виды северного происхождения и позднее, в самые жаркие часы дня, — тропического.

Регуляция теплообмена достигается насекомыми благодаря охлаждающему действию испарения с поверхности тела, через стигмы при дыхании и особенно за счет активных перемещений. При этом на интенсивность теплообмена оказывают влияние величина, форма и окраска тела. Например, у жуков златок с блестящей металлической окраской температура на солнечном свету ниже, чем у насекомых с другой окраской тела. Весьма обычно перемещение насекомых с освещенных мест в затененные, использование укрытий, зарывание в песок и лесную подстилку.

У каждого вида насекомого существует предпочитаемая им температура. Она может быть различной для разных фаз развития и меняется в различные периоды жизни в зависимости от внешних условий. Такая температура, привлекающая большинство особей в популяциях данного вида, получила название термического преферендума.

Знание термического преферендума вредных насекомых в разные периоды жизни облегчает надзор за ними, организацию мер борьбы — использование отравленных приманок, ловушек, назначение сроков химических обработок отдельных объектов и т. д.

Активная деятельность насекомых ограничена определенными температурными границами—нижним и верхним порогами развития. Нижний температурный порог равен примерно +5—8° С, изменяясь у отдельных видов от —1 до +10° С (у зимней пяденицы— —1° С, а у посевного шелкуна + 10° С). Он меняется на разных фазах развития насекомых и зависит также от их происхождения. У насекомых южного происхождения он выше, северного — ниже. При снижении температуры насекомого за пределы нижнего порога организм впадает в состояние холодового оцепенения, или депрессии.

Верхний термический порог также зависит от вида и фазы развития насекомого, но не превышает 40° С, чаще всего находясь в. интервале 30—35° С. За этими пределами насекомые впадают в тепловое оцепенение.

Температурой определяется как самая возможность жизни насекомого, так и интенсивность ее проявления, благодаря изменению уровня обмена веществ, скорости развития, роста, интенсивности-питания и размножения.

При изучении влияния температуры на организм насекомых выявлены некоторые общие закономерности, характеризующие его состояние при разных температурах. Схематически выделяется шесть. градаций, или температурных зон, характеризуемых определенным» поведением и физиологическими процессами, протекающими у насекомых в их пределах. Они нанесены на температурную шкалу. изображенную на рис. 12 в виде линейки АБ с интервалом от +100

Климатические факторы

до —273° С. В пределах верхней смертельной зоны после короткого периода возбуждения наступает смерть вследствие инактивации-ферментов и коагуляции белков протоплазмы.

Верхняя сублетальная зона характеризуется тем, что в ее пределах при известном сочетании интенсивности температуры и продолжительности ее воздействия возможно выживание насекомых.

Зона активной жизнедеятельности (витальная) содержит оптимум развития, ниже и выше которого имеется область пониженной жизнедеятельности организма.

Оптимум характеризуется умеренной скоростью развития при минимальной затрате энергии и при наименьшем вымирании, а также наибольшей продолжительности существования взрослой фазы насекомого и высокой плодовитости. Следовательно, в области оптимума содержатся наилучшие условия для процветания популяции вида (рис. 13).

Зона температурного оптимума специфична для каждого вида и фазы развития. Она располагается в области 15—30° С. Наиболее-высоких темпов развитие достигает ври 28—33° С, а температурный интервал между оптимумом и этой температурой составляет 10— 12° С. Нижняя сублетальная зона —это зона холодового оцепенения и переживания, а нижняя летальная зона характеризуется замерзанием и кристаллизацией жидкости тела и повреждением протоплазмы. В определенных пределах эти явления вызывают смерть.

В зоне нитрификации или анабиоза возможно затвердевание живой протоплазмы. Здесь достигается полная приостановка процессов обмена с потенциальным сохранением жизни и возможности его последующего восстановления.

Каждому насекомому для его развития необходимо определенное количество тепловой энергии, называемой суммой эффективных температур. Она складывается из суммы среднесуточных температур, наблюдаемых в данной местности, за вычетом нижнего порога развития. Например, если наблюдаемая температура (Т) равна +25° С, а нижний порог развития (t) равен +10° С, то эффективная температура (Т—t) будет рав-на 25° С—10° С = 15° С. Сумма эффективных температур равна эффективной температуре, умноженной на число дней развития (п), и выражается формулой

Для развития насекомого в данной местности требуется определенный минимум дней с температурой выше пороговой, так как именно порог развития. Для каждого вида экспериментальным путем можно определить порог и длительность развития и на основе их вычислить сумму эффективных температур. Так, для полного цикла развития кольчатого коконопряда она равна 1470° С, для монашенки— 1239° С и т. д. По сумме эффективных температур и порогу развития можно узнать длительность развития. Подобного рода расчеты часто бывают полезны при краткосрочных прогнозах появления насекомых и для определения зависимости сроков развития от температуры. Графически эта зависимость выражается кривой, наиболее близкой к гиперболе (рис. 14). По оси ординат отмечаются данные температуры, по оси абсцисс — число дней развития. В точке порога развития гипербола почти параллельна горизонтальной оси, т. е. развитие при данной температуре стремится к бесконечности.

Опустив перпендикуляр из любой точки гиперболы на оси системы координат, можно установить продолжительность развития насекомого при заданной температуре и, наоборот, определить температуры при известной длительности развития.

Строить гиперболы и определять суммы эффективных температур можно для всего цикла развития насекомого и для отдельных его фаз.

Несмотря на широкое применение в практике, метод сумм эффективных температур не дает точных данных о длительности развития насекомых, которое происходит при переменных температурах, а не при постоянной. Колебания температуры в течение суток приводят к ускорению или замедлению развития по сравнению с таковыми при постоянной температуре. Большое влияние на длительность развития оказывают также другие сопряженные с температурой факторы, например влажность воздуха. Кроме того, насекомые приурочены в своем развитии к определенным местообитаниям, температура в которых сильно отличается от наблюдаемой в метеорологической будке.

Климатические факторы

Температура влияет на все жизненные процессы насекомых, ускоряя одни и замедляя другие. Она влияет также на морфологические особенности (на величину тела, окраску, развитие крыльев, формирование крыльев и др.), поведение, географическое распространение и численность насекомых.

Повышение температуры до известных пределов стимулирует питание насекомых, линьку и активность спаривания, влияет на восприимчивость к пестицидам и болезням.

Выбор местообитаний насекомыми часто зависит от температуры. Теплолюбивые жуки златки, например, заселяют насаждения по хорошо прогреваемым южным опушкам леса и экспозициям. Перемещение насекомых из одного местообитания в другое также происходит под влиянием темлератур. Так, температура на вырубках быстро поднимается в дневные часы, и жуки большого соснового слоника мигрируют на неосвещенную часть вырубки, где температура на 15° С ниже. Непарный шелкопряд в южной части ареала откладывает яйца по всему стволу дерева, а в северной — только в нижней его части. Здесь яйца защищены от сильных морозов снеговым покровом, а выше его линии обычно вымерзают.

Распространение на север многих видов насекомых ограничено зимними низкими температурами, при которых происходит гибель популяции. В годы с сильными морозами наблюдается очень большая смертность личинок майского хруща в почве, яиц листоверток, зимней пяденицы и др.

Влажность. Влияние влажности воздуха на насекомых осуществляется несколькими путями. Насекомые испаряют много воды через покровы тела и трахейную систему и поглощают воду непосредственно в пище и при дыхании с водяными парами воздуха.

Вода в теле насекомого находится в свободном состоянии или адсорбирована различными веществами тела, при окислении которых освобождается и поступает в общий обмен веществ. При недостаточном поступлении извне организм использует воду, образующуюся при окислении жира. Соотношение воды и жира постоянно

Климатические факторы

меняется в теле насекомых и может служить одним из критериев их холодостойкости. Чем больше жира и меньше воды в теле насекомого, тем лучше оно переносит низкие температуры. Так, гусеницы златогузки второго возраста, которые поздней осенью -содержали 68—72% воды и 18,43% жира к сухой массе, выдерживали охлаждение при температуре— 15° С до 158 дней. Гусеницы той же бабочки, развивавшиеся весной до четвертого возраста, имели 84,08% воды и 4—6% жира. Они погибали при температуре —15° С через 4ч.

Накопление жира у ‘насекомых обычно происходит перед зимовкой. Однако есть и такие насекомые, которые отличаются высокой холодостойкостью, но зимуют с малым содержанием жира и большим количеством воды в теле. Так, зимующие гусеницы соснового шелкопряда, выдерживающие охлаждение до —20° С, перед наступлением зимы имеют всего 1,2% жира и 77,9% воды. Такое явление свойственно насекомым, зимующим в фазах, на которых за весенним пробуждением сразу следует питание.

Недостаток влаги в атмосфере компенсируется также усиленным потреблением пищи, содержащей влагу. Через пищу влажность влияет и на скорость развития. В сухой древесине развитие домового усача и других ксилофагов замедляется и может растянуться на три-четыре года. Потеря воды регулируется различными путями. Восковой слой кутикулы задерживает испарение через кожу; испарение через трахеи регулируется замыкательным аппаратом дыхалец, а мальпигиевы сосуды адсорбируют воду из содержимого кишки и задерживают ее в организме.

Большинство лесных насекомых может развиваться в довольно широких диапазонах влажности воздуха. Избыток влажности сказывается преимущественно на длительности развития, но не препятствует продолжению жизненных функций Недостаток влажности переносится хуже и скорее вызывает гибель насекомого (рис. 15).

Климатические факторы

По отношению к влажности воздуха среди насекомых различают влаголюбивые (гигрофильные) и сухолюбивые (ксерофильные) виды. Промежуточная группа носит название мезофилов. Лесные насекомые приспособлены к повышенной влажности воздуха и в подавляющем большинстве мезо- и гигрофилы. Тольке часть видов, обитающая на опушках и в наиболее сухих местах, может быть по сравнению с другими названа ксерофилами. Так, сосновая совка более ксерофильна, чем сосновая пяденица или монашенка, а вершинный короед сухолюбивее сосновых лубоедов и т. п.

Действие влажности всегда сопряжено с температурой. Одинаковая влажность может давать различный эффект при разных температурах. Для изучения эффектов различных комбинаций этих факторов проводятся опыты в термостатах с устойчивой влажностью. В результате таких опытов строятся термогигрограммы, позволяющие судить о требовательности данного вида насекомого на разных фазах его развития к гигротермическим условиям (рис. 16) и выносливости по отношению к ним. Так, термогигрограмма, составленная для яиц волнянок, показывает, что зона оптимального развития связана с довольно узкими пределами влажности воздуха у одних видов (монашенки) и, наоборот, весьма широкими у других (непарный шелкопряд). Термогигрограмма для соснового пилильщика может быть еще названа диаграммой смертности. Она показывает размеры смертности личинок при разном сочетании влажности и температуры (рис. 17).

Влажность оказывает большое влияние на распространение насекомых в лесу. Очевидно, что требовательные к влажности виды будут держаться в более увлажненных местах, а ксерофилы будут занимать наиболее сухие местообитания. Так, короед дендроктон часто приурочен к сфагновым соснякам и развивается в прямом контакте с влагой. Осушение болота ведет к исчезновению этого короеда. В поймах рек ветла иногда стоит наголо объеденной иво

Климатические факторы

вой паутинной молью. Паутина охватывает все кроны, местами образуя сплошной полог, висящий над зеркалом воды. Вредителям мертвой древесины также необходима для развития повышенная влажность. Личинки долгоносика-трухляка не боятся полного насыщения обрубков древесины влагой. В противоположность этим видам златки развиваются при очень незначительной влажности воздуха и субстрата, несмотря на окружающую высокую температуру.

Осадки. Осадки — один из самых мощных факторов среды. Они влияют на насекомых прямо и косвенно, через изменение влажности, растительность и температуру почвы зимой.

Прямое влияние осадков не избирательно. При сильных наводнениях, ливнях и крупном граде погибает огромное количество насекомых, только очень немногие случайно избегают гибели. При очень сильной засухе также наблюдается депрессия организма и часто очень большая смертность особей данного вида.

Косвенное влияние осадков очень ярко проявляется через растительность. В годы сильных засух происходит нарушение водного обмена деревьев и их защитные функции (особенно осмотическое и смоляное давление) ослабевают. В результате происходит заселение деревьев обитателями стволов, и они получают возможностьбыстро размножаться. При засухе изменяется биохимический состав листьев в сторону, благоприятную для питания и успешного развития листогрызущих насекомых. Падение осмотического давления в листьях способствует их заселению тлями, смоляного давления в хвое—выживанию яиц одиночно кладущих пилильщиков и по-беговьюнов в почках сосны.

Большое влияние на выживаемость насекомых оказывают зимние осадки в виде снега. Снежный покров вследствие малой теплопроводности обладает высокими теплоизоляционными свойствами. Усиленно отдавая тепло с поверхности, он предохраняет от охлаждения почву. Поэтому насекомые, зимующие в почве, лесной подстилке, под корой поваленных деревьев и у основания стволов, надежно защищены снежным покровом от вымерзания. В этом случае для выживаемости насекомых под снежным покровом большое значение имеют сроки выпадания и таяния снежного покрова, его мощность и температура воздуха в период, когда почва оголена. Хорошо известны факты вымерзания в почве личинок майского хруща и куколок подгрызающих совок, а под корой бревен — короедов.

Годы с количеством осадков ниже нормы часто совпадают с температурой выше нормы, вследствие чего складывается засушливая погода. Очень многие исследователи связывают наступление засушливой погоды с последующим размножением ряда вредных насекомых. По утверждению других, ряд видов повышается в численности после влажных лет. В связи с этим делаются попытки увязать изменение численности отдельных видов насекомых с количественными показателями засушливости. Так, нарастание численности сибирского шелкопряда начинается после двух-трех лет с большим дефицитом влажности. Обычно мерилом засушливости служит гидротермический коэффициент ,Селянинова. Формула этого коэффициента выведена эмпирически:

Климатические факторы

где k— гидротермический коэффициент; ∑Р— сумма осадков за тепловое время года, когда температура выше нуля; ∑ t— сумма положительных температур для данного места.

Применительно к задачам энтомологических работ И. А. Рубцовым (1938) этот коэффициент был предложен в следующем виде:

Климатические факторы

где Р — годовая сумма осадков для данного места. ∑ (t°— 6°) — сумма средних месячных температур, лежащих выше 6° С; Ar— гидротермический коэффициент.

Анализируя изменения этого коэффициента за период с 1860 по 1956 г. в Башкирии, М. Г. Ханисламов (1958) пришел к выводу, что начало вспышки массового размножения непарного шелкопряда является следствием сочетания низких гидротермических коэффициентов мая — июня с сильными зимними морозами.

Для оценки годичного цикла температуры и увлажнения можно пользоваться специальными графиками — климограммами. Они составляются на основании данных о средних месячных температурах и месячных суммах осадков. По оси ординат откладываются величины температуры, по оси абсцисс — количество осадков. Точки пересечения, найденные для каждого месяца по климатическим данным, соединяются в годичной последовательности. Климограммы могут составляться для отдельных лет и по многолетним средним данным. С помощью климограмм можно составить представление о типичном для данного вида насекомого климатическом режиме. На рис. 18 приводятся климограммы, составленные за ряд лет для определения условий, при которых повторяются вспышки массового размножения дубовой хохлатки. На рис. 19 даются сравнительные климограммы, составленные по многолетним данным для Москвы и Ур-ды (Западный Казахстан).

Свет. Свет оказывает прямое и косвенное влияние на насекомых. При прямом влиянии света большое значение имеют его дозировки. По этому признаку можно различить насекомых с разным диапазоном восприятия световых условий. Ночным и почвенным насекомым нужны узко ограниченные световые условия, а виды с круглосуточной активностью имеют широкий диапазон реагирования на освещенность.

Освещенность измеряется в люксах и в значительной мере определяет общую активность насекомых и ряд важнейших жизненных процессов: оплодотворение, яйцекладку, выход имаго из куколки и и др. 1ак, вечерний полет майского хруща всегда начинается при освещенности, равной 1250— 1400 лк. В зависимости от освещенности изменяется поведение насекомых. При этом одни виды светолюбивы, другие тенелюбивы. Так, например, жуки златки летают, спариваются.и откладывают яйца только при ярком солнечном свете. Большое значение в жизни насекомых имеет тепловое действие солнечной радиации. Обогревание солнечным светом повышает температуру тела насекомого на 10° С и больше. Под влиянием солнечной радиации происходит нагревание частей дерева и почвы, которые выбирают для своего поселения или которых избегают насекомые.

Насекомые тонко реагируют на изменение длины дня. Длина дня — один из регуляторов сезонных циклов развития, особенно сказывается на появлении диапаузы. У насекомых, реагирующих на изменение длины дня, наблюдается три основных типа фотопериодической реакции, в известной мере аналогичных типам, установленным- для растений,— длиннодневный, короткодневный и промежуточный (рис. 20). В условиях умеренного климата преобладает длиннодневный тип, к которому относится большинство листогрызущих насекомых. Противоположный тип фотопериодической реакции имеют виды короткодневные. У таких видов непрерывное развитие происходит лишь в условиях короткого дня. Под влиянием длинного дня происходит торможение ростами наступает диапауза, третий тип реакции — промежуточный — характерен для чешуекрылых, диапаузирующих на фазе гусениц.

Ветер. Роль ветра в распространении насекомых может быть довольно значительной. Так, например, формирование и перемещение очагов непарного шелкопряда в Крыму связано с меняющимся направлением ветра и встречными естественными преградами. Известно много случаев заноса насекомых ветром и воздушными течениями, например тлей с Кольского полуострова на снежные массивы Шпицбергена.

Ветер определяет характер погоды и тем самым оказывает косвенное влияние на поведение насекомых, их миграции, интенсивность питания и размножение в насаждениях.

В лесах степной и лесостепной зон ветер является постоянно действующим фактором. Он влияет на поведение насекомых не только тем, что разносит их, но и тем, что вызывает большое испарение влаги телом насекомых. Кроме того, насекомые вынуждены концентрироваться на участках, защищенных от ветра. Ветер раскачивает стволы деревьев, вызывая бурелом и ветровал в лесах. В этих местах потом образуются очаги короедов и других вредителей стволов деревьев.

Климатические факторы

Среди факторов, составляющих климат Земли и отдельных её территорий, к основным по воздействию на живую природу можно отнести излучение Солнца, температуру и влажность атмосферы, к второстепенным — влияние ветра, ионизации и давления атмосферы, электрических полей.

Все процессы в биосфере обеспечиваются излучением Солнца, но солнечная энергия распределяется по поверхности Земли неравномерно, и, кроме того, наблюдаются её сезонные и суточные колебания, особенно контрастные в умеренных и высоких широтах.

Определяя температуру воздуха и различных субстратов, солнечная радиация приводит к изменениям влажности и атмосферного давления. Проявления почти всех климатических факторов зависят от инсоляции и, в свою очередь, меняют интенсивность потока солнечных лучей над поверхностью почвы.

Действие света на насекомых проявляется, во-первых, через фотосинтез, в процессе которого создаётся органическое вещество, во-вторых, через изменения других экологических факторов. Однако примеров непосредственного воздействия света на жизнедеятельность насекомых сравнительно мало. Так, личинки стрекозы Aeschna umbrosa L. в темноте снижают темпы метаболизма и через некоторое время гибнут, а гусеницы Antheraea pernyi G.-М. реагируют на изменение светового режима изменениями в активности некоторых ферментов. Значение светового фактора для видов, активных только в ночное время, и обитателей пещер ограничено. Между тем яркий для глаза человека свет может быть тусклым для насекомых, но постоянное яркое освещение сказывается на их жизнеспособности, особенно на продолжительности жизни имаго. Более многочисленны примеры воздействия света на поведение и развитие насекомых.

Насекомые могут существовать более или менее длительное время и в полной темноте. Однако свет лежит в основе зрительных восприятий и различных биологических ритмов: суточных (циркадных), сезонных и лунных. Интенсивный ультрафиолетовый свет губителен для насекомых.

Температура — первичный периодический фактор, действующий на живой организм непосредственно и через изменения других факторов среды.

Свойства поверхности объекта — его цвет, структура, площадь — определяют интенсивность поглощения и излучения тепла, а масса объектов — их теплоёмкость. При уменьшении размеров объекта его теплоёмкость меняется быстрее, чем способность к восприятию и передаче тепла. Таким образом, при дефиците тепла в суровых условиях высоких широт более крупные организмы имеют некоторые преимущества по сравнению с мелкими.

В связи с тем что насекомые очень малы, они быстрее, чем другие животные, согреваются солнечными лучами, но быстрее и остывают в тени. Не имея постоянной температуры тела, они в значительно большей мере зависят от состояния среды, и излучение тепла для них существеннее, чем температура воздуха.

Диапазон температур, в котором возможны проявления активной жизнедеятельности насекомых, варьирует у разных видов. На графике, приведённом на рисунке 180, видно, что этот диапазон ограничен 15 и 38 °С, и за его пределами интенсивность жизненных процессов закономерно снижается.

Температурный оптимум, в зоне которого общие проявления жизнедеятельности наиболее эффективны при наименьших затратах энергии, смещён к повышенным температурам. Субоптимальные и супероптимальные температурные зоны допускают нормальную активность насекомых, но при дальнейшем изменении температуры наступает холодовое или тепловое оцепенение, ведущее к гибели. При тепловом оцепенении, ставшем постоянным, возврат к активной жизнедеятельности уже невозможен, но окоченение от холода сменяется переохлаждением до критической точки, когда освобождается скрытая теплота плавления и тело насекомого разогревается почти до 0 °С. Некоторые насекомые способны переносить весьма длительные и глубокие понижения температуры в состоянии анабиоза. Например, гусеницы кукурузного мотылька (Ostrinia nubilalis L .) оживали после охлаждения до —190 °С. При объяснении этого явления и при расчёте критической точки переохлаждения следует учитывать, что соки тела насекомого служат антифризами и замерзают при температурах более низких, чем вода.

В прикладных исследованиях часто приходится сталкиваться с необходимостью установления пределов выносливости и температур, предпочитаемых насекомыми. Взрослые особи непарного шелкопряда (Ocneria dispar L .), например, погибают при получасовом охлаждении до —4 °С. Имаго саранчи Melanoplus mexicanus L. гибнут при —8 °С через двое суток, а зимующие гусеницы златогузки: Nygmia phaeorrhoea L. способны выдерживать охлаждение до —14 °С в течение 158 дней.

При повышении температуры до 45–48 °С многие насекомые гибнут, но личинки некоторых жуков-златок и нимфы пустынной саранчи сохраняют активность при 52 °С, а личинки мух-береговушек активны даже при 65 °С.

Температуры, обычные для многих видов насекомых, весьма далеки от этих крайних значений. Способность насекомых к перенесению повышенных или пониженных температур варьирует в зависимости от физиологического состояния, предшествующего опыта и условий существования индивидов.

При выявлении предпочитаемых температур (термопреферендума) обычно используют приборы, поддерживающие градиент тепла или дающие возможность выбора одной из двух экспериментальных камер, в разной степени нагретых. В этих условиях комнатная муха (Musca domestica L .) обычно предпочитает температуру 42 °С, вошь Pediculus humanis L. — от 24 до 32 °С, но значения термопреферендума могут меняться в зависимости от сопутствующих обстоятельств. Например, муравьи Formica rufa L. содержавшиеся ранее при 3–5 °С, избирали температуру от 23 до 29 °С, а содержавшиеся при 27–29 °C — температуру от 32 до 52 °С. Для пустынной саранчи (Schistocerca gregaria Forsk .) выявлен следующий ход изменений термопреферендума, °С: нимфа I возраста — 30,1, II возраста — 28,8, III возраста — 31,6, IV возраста — 37,1, нимфа V возраста — 36,7, молодые имаго — 39,3, половозрелые особи — 29,4. В ночное время многие насекомые избирают более низкие температуры, чем днем.

В зависимости от термопреферендума, выражающего биологические требования вида, и от диапазона переносимых температур насекомые разделяются на стенотермных и эвритермных. Первые выносят лишь ограниченные колебания теплового режима, вторые способны переносить изменения фактора в более широких пределах. Паразиты теплокровных животных, как и многие представители фауны тропиков, как правило, стенотермные и теплолюбивые. Среди стенотермных холодолюбивых видов фауны снегов Гималаев выделяются группы ногохвосток и двукрылых, активных в диапазоне температур от 0 до 10 °С, от 0 до 5 °С и наконец активных только в солнечные часы дня при температурах от 5 до 10 °С. Представители двух первых групп настолько чувствительны к повышению температуры, что гибнут через несколько минут от тепла руки человека.

Примеры эвритермных видов: зелёная падальная муха (Lucilia serricata Mg .), бабочка-крапивница (Aglais urticae L .), панцирные клещи (Oribatei ), обитающие на голых скалах внутриконтинентальных районов и переносящие колебания от 60 днем до 0 °С ночью.

Насекомым присуща и собственная терморегуляция. Об этом свидетельствует, например, то, что мёртвые жучки-чернотелки в пустыне нагреваются на 2–9 °С сильнее, чем живые. У чёрного таракана (Blatta orientalis L .) благодаря испарению с поверхности тела или усиленному потреблению кислорода температура либо слегка повышается, либо понижается, но только, если температура среды выходит за пределы 13–25 °С.

Медоносные пчелы в жаркую погоду проветривают улей, но при температуре ниже 13 °С начинают усиленно двигаться и скучиваются. При этом особи, остывающие на периферии скопления, переползают в его центр, вытесняя разогревшихся. В результате температура воздуха в улье повышается до 30 °С. Большое значение для терморегуляции имеет вибрация крыльев шмелей и бражников, которые способны взлетать лишь при температуре крыловых мышц не ниже 34,5 °С. Многие виды насекомых повышают свою температуру, выползая на освещённые солнцем места.

Для оценки влияний температуры на ход развития насекомых обычно пользуются критерием суммы эффективных температур, отсчёт которых ведут от заранее вычисленных значений нижнего порога развития. Например, муха-дрозофила (Drosophila melanogaster Mg .) развивается при температуре не ниже 13,5 °С — пороговой для данного вида. Соответствующие значения температурного порога для яблонной тли (Aphispomi Deg .), комнатной мухи (Musca domestica L .) и рыжего таракана (Blatella germanica L .) составляют 7,12 и 6,5 °C. Для амбарного долгоносика (Sitophilus granaria L .) температурный порог развития 11 °С, для капустной моли (Plutella maculipennus Curt .) — 9,8, шведской мухи (Oscinella frit L .) — 8, озимой совки (Agrotis segetum Schiff. ) — 10, колорадского жука (Leptinotarsa decemlineata Say .) — 12°C.

При более низких температурах развитие тормозится, но если их среднесуточные значения превосходят пороговые, то развитие продолжается и насекомые через положенный срок достигают половой зрелости.

В допустимых для каждого вида пределах длительность развития сокращается с повышением температуры, а его скорость возрастает. Эта зависимость, выраженная гиперболой Блунка, соответствует принципу кинетики химических реакций, по которому увеличение температуры на 10 °С приводит к ускорению реакций и процессов в 2–4 раза. Так, эмбриональное развитие колорадского жука при 17 °С завершается через 216 ч, а при 27 °С — через 96 ч.

Способность биологических. объектов к терморегуляции, активному выбору предпочитаемых температур и поддержанию гомеостаза позволяет противопоставить термостабильные и термолабильные процессы, стадии и фазы, которые в меньшей или большей степени подвержены влияниям температуры. В частности, период дробления в эмбриогенезе колорадского жука относительно термостабилен, а его заключительные этапы термолабильны.

Способность широко распространённого в Европе клопа-солдатика (Pyrrhocoris apterus L .) давать только одно поколение и на юге, и на севере ареала определяется избирательностью субстратов, нагреваемых не более чем до 23 °С.

Расчёт сумм эффективных температур (S ) проводят по формуле:

где t — среднесуточная температура воздуха; t0 — значение нижнего порога развития; n — число дней, необходимых для развития.

Например, Drosophila melanogaster Mg. (t0 = 13,5 °C) при 26 °C развивается 20 дней, а при 19,5 °C — 41,7 дня. Таким образом, и в первом случае, когда S= (26 — 13,5)20 = 250, и во втором — S = (19,5- 13,5)*41,7 = 250,2 сумма эффективных температур одинакова (тепловая константа) и может быть использована для прогноза сроков развития, так как n = S/(t — t0 ) .

Для яблонной тли сумма эффективных температур (S ),°C — 114, комнатной мухи — 230, амбарного долгоносика — 360, капустной моли — 380, шведской мухи — 400, озимой совки — 1 000, для рыжего таракана — 1900. Зная, например, что в Ленинградской области сумма эффективных температур сверх порога развития капустной моли 9 °С составляет примерно 740 °С, можно ожидать появления здесь не менее двух поколений вредителя. В Омской области (S = 1 150 °С) возможно развитие трёх поколений этого вредителя, в Краснодарском крае (S = 2 300 °С) — уже 5–6 поколений. Такие расчёты применительны лишь к тем видам, число поколений которых варьирует в зависимости от условий существования и не закреплено генетически, как, например, у тутового шелкопряда Bombyx mori L .

Нередко регистрация сумм эффективных температур позволяет прогнозировать сроки появления вредящих фаз и планировать защитные мероприятия. В частности, инсектициды против колорадского жука на картофеле целесообразно применять при S = 150 °С (при t0 = 12 °С), поскольку к этому времени начинается массовое появление вредителя.

Расчёты сумм эффективных температур имеют ориентировочное значение; их следует корректировать с учётом данных непосредственных наблюдений за состоянием популяций вредителей. Кроме того, сроки развития вредителей зависят не только от накопленного тепла, но и от колебаний температуры, которые обычно содействуют их сокращению. При пониженных температурах длительность жизни отдельных особей значительно возрастает. Так, если при 30 °С мухи Drosophila melanogaster Mg. существуют в среднем 21 день, то при 15 °С — не менее 130 дней.

Подвержена влиянию климатических факторов и плодовитость насекомых: она максимальна при оптимальных условиях, но пожизненная плодовитость самок зависит от сроков их существования. Нередко сокращение числа яиц, откладываемых самкой ежедневно при пониженных температурах, компенсируется длительностью периода их откладки, и в конечном счёте максимально плодовитыми оказываются наиболее долговечные, а не наиболее активные особи. Более всего яиц в единицу времени самки шведской мухи откладывают при температуре 18–39 °С, муха-меромиза (Meготуza saltatrix L .) — при 20–30, а луговой мотылёк Loxostege sticticalis L. — при 25 °С.

Отделить влияние влажности от воздействия других экологических факторов трудно, а порой и невозможно. Если имеются доступные источники влаги, насекомые легко переносят сухость воздуха, и лишь формы, постоянно обитающие в водоёмах (гидробионты), гибнут на суше.

Влияние влажности на длительность и скорость развития обычно определяется воздействием температуры. У комнатной и зелёной падальной мухи (Musca domestica L. и Lucilia serricata Mg .) обнаружена линейная зависимость между скоростью развития и дефицитом влажности, а у перелётной саранчи скорость развития возрастает при повышении относительной влажности до 10 %. При более высокой влажности развитие саранчи тормозится и многие особи поражаются грибными и бактериальными болезнями.

Сухопутных насекомых подразделяют на гигрофилов, обитающих во влажных местах, мезофилов, менее требовательных к влажности атмосферы, и ксерофилов, приспособленных к постоянному дефициту влажности.

Для пополнения запасов воды некоторые насекомые пьют росу (клоп-черепашка — Eurygaster integriceps Pot .) или соки растений, потребляют влагу с пищей либо используют метаболическую воду, образуемую при окислении жиров и других органических веществ. Гусеницы платяной моли (Tineola biselliella L .) и мельничной огнёвки (Ephestia kuhniella Zell. ), амбарный и рисовый долгоносики (Sitophilus granaria L. и S. oryzae L .), питаясь субстратами с небольшим содержанием влаги, обходятся метаболической водой. Между тем гигрофильные насекомые, и в особенности дышащие жабрами гидробионты, потребляют значительное количество воды через проницаемые покровы.

Один из способов экономии водных запасов, постоянно расходуемых при обмене веществ, транспирации и испарении, — выделение концентрированной мочи. Для выведения избытка воды, потреблённой с соком растений, служат фильтрационные камеры кишечника.

Снижение содержания воды в организме разные виды насекомых переносят неодинаково: колорадский жук (Leptinotarsa decemlineata Say .) выдерживает подсушивание на 50 %, жук Catalpa lanigera L. — на 25%, а жук Lachnosterna sp. погибает при подсушивании на 15 %. Между тем личинки некоторых комаров, живущие в пересыхающих лужах, остаются живыми в течение 10 лет, сохраняя не более 3 % воды от массы тела. Однако эти данные характеризуют разнообразие реакций насекомых на изменение влажности лишь в экспериментальных условиях.

В природе влияние влажности опосредуется температурой и другими факторами среды. Поэтому в практике экологических исследований обычно рассматривают совместное влияние влажности и температуры, для демонстрации которого используют многообразные индексы, коэффициенты и диаграммы. При их расчёте и построении удобно пользоваться принятыми в метеорологии параметрами: усреднёнными (среднедневными, среднедекадными и тому подобными) значениями температуры воздуха и влажности, причём влажность учитывают либо в относительном выражении, либо в виде суммы осадков за тот или иной период.

Для прогноза и выявления лимитирующих факторов применительно к каждой стадии развития насекомого используют биоклимограммы Б. П. Уварова (рис. 181).

Климатические факторы

Рисунок 181. Биоклимограмма Б. П. Уварова для мароккской саранчи в Малой Азии (по Бей-Биенко, 1966):

А — неблагоприятные и Б — благоприятные условия жизни

Располагая метеосводками для территории и сезона массового появления вида, на соответствующем графике можно очертить зону оптимума, контуры которой при наложении на графики, построенные для иных территорий и сезонов, сразу выявляют, что и для какой фазы развития служит лимитирующим фактором. Из приведённого графика видно, что избыточные осадки в октябре (X), декабре (XII), январе (I) и феврале (II) были причиной гибели зимующих яиц мароккской саранчи, как и их недостаток и повышение температуры в летнее время (VI–VIII). Понижение температуры в апреле (IV) неблагоприятно сказывалось на имаго.

При сильном ветре насекомые, не успевшие укрыться в убежищах, разносятся на далёкие расстояния. Оказавшись в непривычных для себя условиях, они гибнут или приспосабливаются к этим условиям, причём эвритопные виды, отличающиеся повышенной экологической валентностью, имеют больше шансов на выживание, чем стенотопные виды. Нечасто условия на новой родине благоприятны для мигрантов, и насекомые обычно избегают порывов ветра. Все же некоторые из них, обладая своеобразными парусами — пушистыми щетинками и выростами тела, приспособлены к пассивному расселению токами воздуха.

При резком падении атмосферного давления, что обычно предвещает бурю, насекомые особенно активны. В этом нетрудно убедиться, наблюдая за муравейником. Позднее, прекращая перемещения и снижая активность, они пережидают ураган, но остаются подверженными косвенным влияниям ветра, меняющего температуру и содействующего испарению влаги. Пониженное атмосферное давление стимулирует окрыление некоторых видов бабочек и веснянок. Кроме того, насекомые при миграциях как бы следуют за снижением давления, устремляясь в те районы, где значения его ниже. Они также восприимчивы к ионизации атмосферы до и после грозы, во время лесных пожаров и электрических разрядов молний.

Положительные ионы, как правило, стимулируют активность насекомых, к отрицательным они безразличны, но в лабораторных экспериментах тли Acyrthosiphon pisi Kalt. реагировали на них торможением линьки. На многих насекомых влияет изменение направленности электрического поля, вероятно, в связи с накоплением электростатических зарядов на теле. Во время геомагнитных бурь активность многих насекомых повышается, а дрозофилы реагируют даже на слабое электрическое поле (до 200 В/м) и его изменения, например, при прохождении над ними облаков.

Предыдущая статья

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *