Патогенез тли какое размножение

Патогенез тли какое размножение

Весной, при благоприятных условиях, самка тли, размножаясь партеногенетически, может воспроизвести до 60 особей только женского пола, каждая из которых через неделю даст столько же самок. К какому способу относят такое размножение, в чём его особенность? Почему при этом образуются только женские особи?

1) Способ – партеногенез — относят к половому размножению.

2) Особенность – развитие из неоплодотворенной яйцеклетки. Из неоплодотворенной яйцеклетки у тлей может получиться только женская особь.

Критерии оценивания выполнения задания	Баллы
Ответ включает все названные выше элементы и не содержит биологических ошибок	2
Ответ включает 1 из названных выше элементов. Ответ включает 2 из названных выше элемента, но содержит негрубые биологические ошибки	1
Ответ неправильный	0
Максимальный балл	2

Из неоплодотворённой яйцеклетки развиваются партеногенетические самки которые, затем также рождают партеногенетических самок и так до тех пор , пока не наступят неблагоприятные условия , обычно это похолодание ближе к осени, рождаются(также партеногенетически) настоящие самки и самцы (самки с крыльями), обычно перед этим рожаются полоноски(крылатые партеногенетические самки способные родить настоящих самок и самцов) партеногенетические самки не имеют крыльев, они спариваются и откладывают зимующие яйца, из которых весной выходят партеногенетические самки.

Источник

Партеногенез

Партеногенез — форма полового размножения, при которой яйцеклетки самок развиваются в новый организм без предварительного оплодотворения. [1]

Способно развиваться партеногенетически.»/>

Способно развиваться партеногенетически.

Яйцо бабочки-голубянки.

Способно развиваться партеногенетически.

Способно развиваться партеногенетически.»/>

Терминология

Раньше многие авторы (например, Б.Н.Шванвич) определяли партеногенез как вариант бесполой формы размножения, хотя это и противоречило общепринятой биологической терминологии. Бесполое размножение – это появление новых особей из соматических клеток материнского организма, а не из половых, как это происходит при партеногенезе. Таким образом, в настоящее время партеногенез принято относить к половому размножению, так как в его процессе дочерние особи образуются из яиц, а не из частей тела «матери», как, например, при простом делении бактерий, почковании дрожжей, сегментации тела у плоских червей и т.д. [4]

Явление партеногенеза в большинстве случаев наблюдается у примитивных организмов, хотя, в целом, встречается среди многих представителей животного мира: Членистоногих, Моллюсков, Рыб и даже Пресмыкающихся. [4] Интересно предположение о существовании партеногенеза у человека: по неподтвержденным данным, были случаи, когда у погибших женщин обнаруживали беременность ранних сроков, и при исследовании плодного яйца выяснялось, что эмбрион представляет полную генетическую копию матери. Впрочем, если у высших животных такое явление и возможно (имеется в виду, в естественных условиях), то полного развития яйцеклетки никогда не происходит, оно обычно останавливается на стадии бластулы. (прим.авт.) (фото)

Относительно часто данное явление наблюдают среди насекомых. В большинстве своем эти существа являются раздельнополыми, о чем даже на первый взгляд можно догадаться по половому диморфизму особей многих видов, однако иногда партеногенез сочетается у них с классическим половым размножением или даже полностью его замещает. [3]

Медоносная пчела. Матка кладет яйца.

Партеногенез как биологический процесс

Цитологическая основа этого явления бывает различной. В одних случаях происходит «нарушение» развития нормальной яйцеклетки, например, изменение числа делений генетического материала. В других роль сперматозоидов берут на себя другие структуры. Например, существует такое образование, как направительное (полярное) тельце. Оно прикреплено к яйцеклетке, содержит небольшое количество цитоплазмы и генетический материал. В «норме», то есть при половом размножении, оно отделяется от яйца после определенного количества делений мейоза. У некоторых же партеногенетических особей, например, червеца Lecanium, тельце не дегенерирует и не открепляется, а проникает внутрь и сливается с ядром яйцеклетки, имитируя проникновение сперматозоида и давая толчок к развитию эмбриона. [3]

Партеногенез представляется явлением, которое не зависит от «воли» насекомого. Однако в некоторых случаях особи сами управляют формами своего размножения. У некоторых перепончатокрылых (медоносных пчел), а также у калифорнийской расы червецов, сперматозоиды хранятся в специальной камере, откуда самка может выпустить или не выпустить их на яйцо – в зависимости от «цели» осуществления кладки. [3] (фото)

Из неоплодотворенного яйца могут развиваться организмы разных полов. В соответствии с этим, выделяют:

• телитакию (из яиц выходят самки);
• арренотокию (развиваются самцы);
• амфитакию (появляются особи обоих полов).

Каждая из половых клеток, как мужская, так и женская, имеет гаплоидный набор хромосом. Сливаясь при оплодотворении во время «обычного» размножения, они удваивают объем своей генетической информации, образуя «нормальный» диплоидный эмбрион. Генетический набор зародыша, сформировавшегося партеногенетически, может быть диплоидным или «половинным», гаплоидным. Когда организм развивается из яйца без оплодотворения, это приводит к тому, что каждая из клеток тела нового организма имеет гаплоидный набор, а если же зародыш образуется путем слияния яйцеклетки с полярным тельцем, он будет диплоидным. [1]

Партеногенез у тли

Разновидности партеногенеза

Партеногенез – это весьма неоднородное явление, которое разделяют на несколько категорий.

Спорадический: большую часть времени обоеполые особи размножаются «обычным» путем, но при создании определенных условий (снижение численности популяции, отсутствие самцов) могут переходить и на партеногенез. Данное явление характерно для Тополевого бражника, Непарного шелкопряда и других насекомых, в первую очередь, Чешуекрылых. [3] В редких случаях спорадический партеногенез наблюдается у пауков, к примеру, тропических сенокосцев, однако обычно их неоплодотворенные яйца гибнут, не завершив своего развития. [2]

Постоянный: наблюдается все время, наряду с половой формой размножения. Типичный пример – общественные перепончатокрылые, у которых самцы всегда развиваются из неоплодотворенных яиц, а самки – из оплодотворенных. В ряде случаев партеногенез полностью или практически полностью замещает собой половое размножение. Так, у некоторых видов палочников, червецов, орехотворок и пилильщиков самцы либо редки, либо вообще неизвестны. [3] Аналогичное явление встречается и среди клещей.

Существуют организмы, у которых частота встречаемости самцов различается, в зависимости от ареала обитания. К примеру, самцы Кистевиков (многоножек) часто встречаются во Франции (42% особей), при этом, в Голландии их всего 39%, в Дании – 8%, а при дальнейшем продвижении на север их нет вообще. [2]

Циклический: происходит правильное чередование половых и бесполых поколений, как, например, у подотряда Тлей. У них оплодотворенное яйцо переживает зиму, после чего из него выходит девственная самка, дающая еще ряд генераций, также размножающихся партеногенетически. Осенью отрождаются нормальные самки и самцы, которые спариваются и откладывают яйца, начиная новый виток жизненного цикла. [3] (фото)

Искусственный: эту категорию можно рассматривать как разновидность спорадического партеногенеза, но в природе она не встречается. Сущность данной формы состоит в том, что особи, которые размножаются «обычным» половым путем, переходят на партеногенез при воздействии на яйцо особыми физическими (электричество, температура) и химическими факторами. Впервые это явление было открыто в 1886 году. [3]

Педогенез: разновидность партеногенеза, при которой девственное размножение происходит среди личинок, как, например, у неполовозрелых особей комарика Oligarces, у которых это явление выглядит весьма интересно и даже в некоторой степени зловеще. Внутри особей, вышедших из яйца, развивается по несколько дочерних личинок, которые в качестве питания используют внутренние органы материнского организма. Когда последний погибает, личинки прогрызают его покровы и выходят наружу, поселяясь в местах, где они могут иметь доступ к органическим веществам (в гнилых пнях и др.). Все то же самое повторяется еще несколько раз. Наконец, когда количество личинок достигнет достаточно большой численности, они окукливаются, а по выходе из куколки превращаются в обычных самцов и самок. [3]

Источник

Тли (Тля) – особенности морфологии и жизненных циклов

Тли (Тля) – подотряд отряда Равнокрылые (прежде были включены в состав отряда Полужесткокрылых); в пределах нашей страны водится порядка 1500 видов этих насекомых, многие являются вредителями культурных растений. [2]

Содержание:

Систематическое положение

• Класс – Насекомые
• Отряд – Равнокрылые
• Подотряд – Тли (Aphidinae)

Представители подотряда тлей:

• Тля вишневая
• Тля вязово-грушевая
• Тля гелихризовая
• Тля грушево-злаковая
• Тля грушево-зонтичная бурая
• Тля грушево-зонтичная зеленая
• Тля зеленая персиковая (оранжерейная, табачная)
• Тля зеленая яблонная
• Тля красногалловая яблонная
• Тля красносмородиновая
• Тля кровяная
• Тля крыжовниковая побеговая
• Тля сливовая опыленная
• Тля хмелевая
• Тля чертополоховая
• Тля яблонно-злаковая
• Тля яблонно-подорожниковая
• Тля-листокрутка грушевая
• Филлоксера (Тля виноградная)

Включает в себя:

• надсемейство – Хермесовые (Adelgoidea) включает семейства:
  • Филлоксеры (Phylloxeridae)
  • Хермесы (Adelgidae)
• надсемейство Тлевые (Aphidoidea) включает семейства:
  • Настоящие тли (Aphididae)
  • Галлообразующие тли (Pemphigidae). [5]

Морфология

Имаго

На поверхности тела в разных его областях часто располагаются бугорки, выросты, бугры, пушок, волоски различной длины и густоты (у Красной кровяной тли пушок может достигать 4 мм в длину). [5]

Голова

Строение тли

1 – голова, 2 – антенна, 3 – глаз, 4 – хоботок, 5 – грудь

6 – нога, 7 – брюшко, 8 – соковая трубочка, 9 – «хвостик»,

Органы зрения. Тли имеют многофасеточные глаза бурого, красного или черного цвета. Большинство представителей подотряда также отличаются наличием выступающиего триомматидия (трехфасеточного бугорка). У насекомых, не обладающих крыльями, органы зрения могут быть редуцированы до этих бугорков, а у крылатых тлей, напротив, голова дополнительно оборудована тремя простыми глазками. [5]

Несмотря на кажущуюся примитивность, тли имеют довольно острое зрение в сравнении со многими другими насекомыми. Строение органа зрения позволяет им отличать длинно- и коротковолновые части спектра, а значит, разделять красно-зеленые оттенки от сине-фиолетовых. Даже высокоразвитые пчелы имеют более простое устройство глаз и худшую способность различать визуальные объекты. [8]

Ротовой аппарат сосущего типа, представлен в виде 4-членикового хоботка большей или меньшей длины, которым насекомые прокалывают покровные ткани растений. Тли, живущие на злаках, имеют короткий и тупой хоботок, а насекомые, добывающие питание на полыни, отличаются длинным и заостренным хоботком. Самцы и самки тлей могут иметь редуцированный ротовой аппарат. [5]

Грудь

На груди могут быть расположены две пары перепончатых прозрачных (реже дымчато затемненных) крыльев,вторая пара которых всегда меньше первой.В промежутке между передне- и среднегрудью, а также на стерните заднегруди по бокам тела расположены дыхальца, в общей сложности две пары.

Ноги

Брюшко

На дорсальной части головы, груди и брюшка могут находиться выводные протоки железистых групп, выделяющие восковой белый пушок. Он выглядит в виде легкого «мучного» налета, препятствует загрязнению тела экскрементами и смачивание каплями воды. Данные железы в наименьшей степени выражены у галлообразующих тлей и насекомых, обитающих в почве. В некоторых случаях железистые группы преобразованы в бугорки; в этом случае они почти редуцированы, и пушок не продуцируют. [5] (фото)

Половой диморфизм

Яйцо

Личинка

Фенология развития Злаковой тли

1 — основательница; 2 – бескрылая девственница; 3 – крылатая расселительница;

4 – полоноска; 5 – самка; 6 – самец; 7 – яйцо.

Развитие (жизненный цикл)

Тли – один из самых крупных подотрядов, которые встречаются в составе отряда Равнокрылых; их распространенность, обширность расселения и экологическое процветание во многом обусловлены способностью размножаться с чередованием половых и бесполых генераций. Особенности жизненного цикла зависят от разновидности тлей – немигрирующие (однодомные), мигрирующие (разнодомные), неполноциклые и др. В сравнении с прочими представителями отряда, тли отличаются хорошо выраженным половым и фазовым полиморфизмом. [2]

Жизненный цикл немигрирующих тлей

Жизненный цикл немигрирующих тлей ограничивается следующими стадиями:

В фазе яйца насекомые зимуют; зимовка всегда происходит на многолетних или, реже, двулетних растениях. Весной из яиц вылупляются так называемые основательницы:девственные самки. Они не имеют крыльев и потому продолжают жить на том же растении, на котором и появились, питаясь его соками. За время жизни каждая из них партеногенетическим путем рождает порядка полусотни личинок, вырастающих спустя недолгое время. [2]

Это так называемые бескрылые девственницы. Их задача – воспроизведение еще ряда поколений идентичных особей. Среди летних генераций, появившихся от бескрылых девственниц, появляются первые насекомые с крыльями, которых называют крылатыми девственницами, или расселительницами. Они обеспечивают перемещение и расселение колонии. [2]

Так как немигрирующие виды тлей приемлют только один источник питания, расселительницы перелетают либо на рядом расположенное растение того же вида, либо на родственный вид. Там путем живорождения они образуют и увеличивают новые колонии. И только с началом осени среди их личинок появляются полноценные представители обоих полов: нормальные самки и нормальные самцы. Происходит оплодотворение, и каждая самка откладывает на зиму по несколько яиц. [2]

Благодаря этому механизму, тли быстро заражают соседние растения, что способствует их угнетению и широкому распространению этих вредителей. [2]

К однодомным тлям с таким циклом развития относятся Капустная тля, Зеленая яблонная тля, Злаковая тля и другие. [10] (фото)

Фенология развития яблонно-злаковой тли

1 — основательница; 2 — бескрылая девственница; 3 — крылатая девственница-мигрант; 4 — полоноска;

5 — нормальная самка; 6 — нормальный самец; 7 — яйцо.

Жизненный цикл мигрирующих тлей

Если схематично представить жизненный цикл разнодомных тлей, это будет выглядеть следующим образом:

яйцо → основательница → бескрылая девственница → крылатая расселительница (крылатые мигранты) → девственница-переселенец → полоноска → нормальная самка (яйцекладущая) и нормальный самец → яйцо. [2]

Эти насекомые отличаются наличием более, чем одного кормового растения, что вызывает соответствующие изменения в их развитии, которое несколько усложняется в сравнении с развитием немигрирующих видов. [2]

Жизненный цикл также начинается с оплодотворенного и отложенного осенью яйца,зимующего на первичном хозяине. Весной из него появляется бескрылая основательница,отрождающая одно или два поколения бескрылых девственниц. В последнем из них появляются крылатые девственницы, или крылатые мигранты (migrantes),покидающие первичное кормовое растение и переселяющиеся на вторичного хозяина. Там они размножаются бесполым путем (партеногенез), и появляется несколько летних поколений девственниц-переселенцев (exuless.alienicolae). С наступлением осени среди них появляются крылатые самки-полоноски. Они возвращаются на первичное растение, где партеногенетически размножаются и рождают нормальных самцов и нормальных самок. Цикл завершается так же, как и в предыдущем случае: спариванием представителей обоих полов с откладкой яиц. [2] [10]

К мигрирующим видам относится, например: Черемуховая тля, у которой ранние фазы цикла начинаются на черемухе, а летние генерации появляются на злаках. Аналогичным образом происходит развитие Свекловичной тли: рождение основательниц происходит на калине и бересклете, а летние девственные поколения всю жизнь проводят на свекле или конских бобах; вишневая тля переселяется с вишни на подмаренник. [10] (фото)

Фенология развития кровяной тли

1 — основательница; 2 – бескрылая девственница; 3 – крылатая девственница;

4 – полоноска; 5 – самец; 6 – яйцекладущая самка; 7 – зимующая личинка; 8 – яйцо.

Серые стрелки — развитие вида на родине (как мигрирующего), оранжевый — развитие вида в отсутствии первичного хозяина (как аналоцикличный).

Жизненный цикл неполноциклых (аналоцикличных) тлей

Эта группа представлена мигрирующими тлями, которые не имеют возможности развиваться на первичном растении. Они сразу же попадают на вторичного хозяина, где размножаются исключительно бесполым путем. [2]

Схема жизненного цикла:

Самый яркий пример аналоцикличности – завезенная из Америки Кровяная тля. Ее первичным хозяином является американский вяз – растение, у которого нет «родственников» на территории нашей страны. Поэтому в России кровяная тля обитает только на яблонях (вторичное кормовое растение), при этом основательницы, появляющиеся из яиц, не могут там жить, для питания им нужен именно вяз. Они быстро погибают, а их потомки продолжают плодить поколения девственниц, не имеющих возможности откладывать яйца. Сформировавшиеся колонии гибнут осенью. [10] (фото)

Такими же особенностями отличается Табачная (персиковая) тля, у которой первичным хозяином является персик, а вторичным – табак и другие травы. В средней полосе и севернее, где персика нет, они живут только на травянистых растениях. [10]

Живорождение у тли

Другие циклы и переходные состояния

Среди тлей могут встречаться формы с другими разновидностями биологического развития. Например, бывают факультативно мигрирующие виды. Они отличаются тем, что в отсутствии первичного растения колония не погибает осенью, так и не отложив яиц, а живет на вторичном хозяине, образуя амфигонных (способных к половому размножению) самцов и самок. [2] (фото)

Других тлей отличает миграция между частями растений. Такой способностью обладает виноградная тля филлоксера, которая вначале развивается на лозах, а затем перемещается на корневую систему винограда, и хлопковая тля, переходящая с побегов в коробочки хлопчатника. [10]

Абиотические факторы

Тли и муравьи

Вредоносность

Многие представители подотряда являются опаснейшими вредителями растений. Их негативное воздействие заключается в следующем.

1. Тли повреждают кормовые растения, выпивая их соки; обитают либо на надземных частях, либо на корнях. Это приводит к их истощению, уменьшению объема зеленой массы, плохому плодоношению, преждевременному опадению листьев, галлообразованию (образованию галлов), другим видам поражения и деформации частей; в ряде случаев питание тлей заканчивается гибелью растения, происходящей за несколько сезонов. Повторяя новые и новые витки своего жизненного цикла, тли способны практически бесконечно жить на одном и том же субстрате, вызывая его усыхание. [5] При этом, длительное питание этих насекомых соками растений, содержащими мало белка, не мешает им успешно развиваться и размножаться: у них нет необходимости в белковых веществах, так как, благодаря симбиозу с азотофиксирующими бактериями, они способны усваивать азот прямо из воздуха. [8]
2. В процессе жизнедеятельности тли выделяют сладковатые экскременты – медвяную росу, которую слизывают муравьи. Таким образом, в «лице» муравьев они привлекают на возделываемые участки земли и других вредителей растений. У этих насекомых закреплены механизмы взаимной заботы друг о друге. [5] Тли дают муравьям пищу, а те в ответ оберегают их от хищников, переносят на неповрежденные сочные побеги и даже уносят самок в свои муравейники на зиму. Судя по древним находкам – кусочкам янтаря, в которых находили муравьев вместе с тлями – их взаимовыгодное существование имеет очень длительную историю, поэтому разрушить эту связь и изгнать вредителей бывает сложно, даже используя современные методы защиты растений. [8](фото)
3. Тли переносят фитопатогенные вирусы, при этом, один и тот же вид насекомого способен распространять до 100 возбудителей опасных болезней растений – как, например, Персиковая (табачная) тля. [3]

Колония тлей на побеге подсолнечника

Плодовитость и распространение тлей

Вредоносность представителей этого подотряда усугубляется тем, что они отличаются чрезвычайно высокой способностью к репродукции. В средних широтах одна тля (основательница) за полный «оборот» жизненного цикла способна дать начало цели поколений, ведущей к появлению десятков тысяч вредителей. В середине или конце сезона количество насекомых на одном растении может возрастать настолько, что они практически сплошь покрывают его части, подходящие им для питания. (фото) И это не предел: в субтропических зонах, где бывает до 300 теплых дней в году, количество потомков одной тли составляет 10 13 насекомых. [8]

Помимо перемещения с одного растения на другое, за которое обычно «отвечают» крылатые формы тлей, расселение происходит и пассивно, что многократно усиливает вредоносность этих организмов. Так, насекомые, обитающие на корнях растений, распространяются, смываясь водой и проходя по оросительным системам, [9] а надземные виды, в том числе и бескрылые, за счет малого веса способны подниматься с потоками воздуха и парить в высоких слоях атмосферы. [8]

Личинка божьей коровки – враг тлей

Борьба с тлями

Карантинные мероприятия

Агротехнические мероприятия

Химический способ

Биологический способ борьбы

В борьбе с вредителями может использоваться завоз на территорию их расселения естественных врагов: наездник Афелинус против Красной кровяной тли, Божьи коровки (фото), яйцекладные Трипсы, Верблюдки, Богомолы и т.д. Например, личинка мужской особи древесного богомола за чуть менее, чем 3 месяца развития, съедает порядка полутора сотен люцерновых тлей. [8]

Перспективным направлением борьбы с вредными насекомыми представляется выведение сортов растений, устойчивых к вредителю. Так, известно, что Филлоксера не обитает на некоторых сортах винограда с густо опушенными листьями (американская лоза), так как не может к ним прикрепиться, но зато очень вредит гладколистным сортам (европейская лоза). Подобные механизмы превентивной борьбы должны осуществляться не только в виноградарстве, но и в других сферах растениеводства. [8]

Источник