Метаморфоз у насекомых⁠⁠

Метаморфоз у насекомых - это биологический процесс, связанный с глубокой перестройкой внутреннего и внешнего строения организма на протяжении его жизни. Видоспецифичным признаком является тип метаморфоза у насекомых, он бывает полным и неполным.

Неполный метаморфоз или гемиметаморфоз. Насекомые с гемиметаморфозом постепенно изменяются, претерпевая ряд линек. В целом характеризуется прохождением лишь трёх стадий — яйца, личинки и имаго.

Насекомое линяет, когда вырастает и укрепляется экзоскелет, который, не растягиваясь, ограничивает рост насекомого. Процесс линьки начинается, когда эпидермис насекомого выделяет новую эпикутикулу внутри старой. После того, как эта новая эпикутикула секретируется, эпидермис высвобождает смесь ферментов, которая переваривает эндокутикулу и, таким образом, отделяет старую кутикулу.

Когда эта стадия завершена, насекомое раздувает свое тело, поглощая большое количество воды или воздуха, что приводит к расщеплению старой кутикулы.

Последняя линька стрекозы Синее коромысло (Aeshna cyanea) (Автор фото Böhringer Friedrich)

Незрелые насекомые, которые проходят через неполный метаморфоз, называются нимфами или, в случае стрекоз, наядами.

Нимфы похожи по форме на взрослое насекомое, за исключением наличия крыльев, которые не развивались до зрелого возраста. С каждой линькой нимфы увеличиваются в размерах и становятся более похожими на имаго.

Полный метаморфоз или голометаморфоз. Насекомое с полным метаморфозм в течение своей жизни проходит четыре стадии жизни: яйцо , личинка , куколка и имаго.

Незрелые стадии голометаморфических насекомых сильно отличаются от зрелой стадии. У некоторых видов жизненный цикл не позволяет личинкам конкурировать со взрослыми, потому что они обитают в разных экологических нишах.

Морфология и поведение каждого этапа адаптированы для различных видов деятельности. Например, черты личинок максимизируют кормление, рост и развитие, в то время как черты взрослых способствуют расселению, спариванию и откладке яиц. Некоторые виды насекомых защищают и кормят своих потомков.

Стадии жизненного цикла насекомого с полным метаморфозом. Яйцо не показано. 1 и 2 - личинка,  3, 4, 5 - куколки, 6 - имаго.

Яйцо

Первой стадией жизненного цикла насекомых является яйцо или эмбрион для всех стратегий развития. Яйцо начинается как единая клетка, которая до вылупления делится и развивается в личиночную форму.

Некоторые насекомые размножаются путем партеногенеза или могут быть гаплодиплоидными и дают жизнеспособные яйца без оплодотворения. Стадия яйца у большинства насекомых очень короткая, всего несколько дней. Однако насекомые могут зимовать или подвергаться диапаузе на стадии яйца, чтобы избежать экстремальных условий, и в этом случае эта стадия может длиться несколько месяцев. Яйца некоторых видов насекомых, таких как мухи цеце, вылупляются до откладывания.

Второй стадией голометаморфического жизненного цикла является личинка. Многие взрослые насекомые откладывают яйца прямо на источник пищи, поэтому личинки могут начать есть, как только вылупятся. Личинки никогда не обладают крыльями или крыловыми зачатками и имеют простые, а не сложные глаза. У большинства видов личиночная стадия подвижна и похожа на червя. Личинки можно классифицировать по типу телосложения:

- Проволочниковая (проволочники, семейство жуков Elateridae);

- Гусеничная (бабочки, и пилильщики);

- Скарабееподобная (с головной капсулой, как у жуков семейства Scarabaeidae);

- Червеобразная (личинки мух, опарыши);

- Камподеидная (двухвостки Campodeidae);

- и др.

Куколка

Чтобы войти в третью стадию развития, личинка претерпевает метаморфозу в куколку.

Куколка - это спокойная, некормящаяся стадия развития. Большинство куколок двигаются очень мало, однако куколки некоторых видов, таких как комары , подвижны.

Готовясь к окукливанию, личинки многих видов ищут защищенные участки или строят защитный кокон из шелка или другого материала, такого как, например, собственные накопленные фекалии. Некоторые насекомые подвергаются диапаузе в виде куколки.

На этом этапе физиологические и функциональные структуры насекомых, как внутренние, так и внешние, резко изменяются.

Окукливание бабочки Дневной павлиний глаз (Vanessa io) (Автор фото Клюге Никита Юлиевич)

Имаго

Завершающей стадией развития насекомых является имаго. У большинства взрослых насекомых есть крылья (за исключением тех случаев, когда они вторично утеряны) и функционирующие репродуктивные органы. Большинство взрослых насекомых очень мало растут после стадии куколки. Некоторые взрослые насекомые совсем не питаются и полностью сосредоточены на спаривании и размножении.

Эволюционный контекст возникновения полного метаморфоза

Около 45% до 60% всех известных живых видов - это насекомые с полным метаморфозом. Молодь и взрослые формы таких насекомых часто занимают разные экологические ниши, эксплуатируя разные ресурсы. Этот факт считается ключевым фактором необычной эволюционной диверсификации формы и физиологии в этой группе.

Я попытался максимально просто без избыточных подробностей изложить этот материал. На самом деле, тема метаморфоза насекомых очень обширна, и внутри нее существует столько интересных деталей, например, гормональная регуляция метаморфоза, его происхождение и эволюция, участие генов в этом процессе. В общем, об этом можно говорить бесконечно и все равно останутся темы для обсуждения.

Если есть вопросы, пожелания, коррективы, то велкам ту комментс =D