BÀI GIẢNG CÔN TRÙNG NÔNG NGHIỆP potx

Tuy nhiên trong tự nhiên cơ quan tiếu hóa của côn trùng có sự biến đổi lớn, khác nhau tùy từng loài, từng pha phát dục trong loài, phương thức sinh sản và đặc điể m dinh dưỡng.. Biế n th

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM HUẾ

DỰ ÁN HỢP TÁC VIỆT NAM – HÀ LAN

BÀI GIẢNG CÔN TRÙNG NÔNG NGHIỆP

Người biên soạn: TS Trần Đăng Hoà

PHẦN LÝ THUYẾT

BÀI 1

MỞ ĐẦU

1.1 Khái niệ m chung về côn trùng và môn côn trùng học

1.1.1 Khái niệ m về côn trùng

Côn trùng (Insecta) là những động vật thuộc ngành chân đốt hay gọi là ngành tiết túc (Arthropoda) có những đặc điể m cơ bản như sau:

- Là động vật nhỏ bé (kích thước dao động 0,1 - 300 mm): cơ thể đối xứng, có chi phụ, có lớp da bao bọc bên ngoài chứa kitin

- Cơ thể chia là m 3 phần: đầu, ngực, bụng

Thời kỳ trưởng thành:

+ Đầu: 1 đôi rau đầu, mắt kép, mắt đơn và miệng

+ Ngực: có 3 đốt, mỗ i đốt có một đôi chân, đây là đặc điể m chính của côn trùng (Hexapoda); đốt ngực giữa và sau mỗi đốt có một đôi cánh, nhưng có một số loài côn trùng cánh trước thóai hóa chỉ còn một đôi hoặc không có cánh

+ Bụng: có 11 đôi (dạng điển hình), không có chân bụng (phân phụ chuyển vận)

- Hô hấp bằng hệ thống khí quản

- Lổ sinh dục và hậu môn ở phía cuối bụng

- Trong quá trình sinh trưởng và phát dục có biến thá i bên trong và bên ngoài

Ví dụ: Trứng - sâu non - nhộng - trưởng thành

1.1.2 Côn trùng trong sinh giới

1.1.2.1 Vị trí của côn trùng trong hệ thống phâ n loại

- Giới động vật có 20 ngà nh, xếp theo thứ tự tiến hóa thì côn trùng ở vị trí thứ 9 (ngành chân đốt Arthropoda)

- Ngành chân đốt chia là m 4 ngành phụ:

+ Ngành phụ trùng 3 lá (Tricodito morpha)

+ Ngành phụ có ma ng (Branchiata)

+ Ngành phụ có kìm (Che libesata)

+ Ngành phụ có ống khí quản (Trachiata)

Côn trùng thuộc ngà nh phụ có ống khí quản, hô hấp bằng hệ thống khí quản

1.1.2.2 Số loài và số lượng cá thể

- Có khoảng hơn 10 triệu loài, trong đó hơn 1 triệu loài đã được định danh Hàng

nă m trên thế giới phát hiệ n được 7000 - 10000 loài mới Số loài côn trùng chiếm khoảng 3/4 tồng số loài động vật Số lượng cá thể 1 loài rất lớn Số lượng cá thể rất lớn khi thành dịch

- Trong điều kiện bình thường có khoảng 250 triệu côn trùng/người, hơn 12 triệu cá thể /m2 bề mặt đất

1.1.2.3 Môi trường sống của côn trùng

Do số lượng loài, cá thể lớn nên côn trùng sinh sống ở khắp nơi, thậm chí trong

dầu mỏ cũng có loài r uồi nước Psilopia petrolei Tập trung nhiều ở rừng nhiệt đới,

các cánh đồng hoa màu Vùng nhiệt đới có số lượng loài côn trùng nhiều hơn ôn đới, nhưng số lượng cá thể của từng loà i lại ít hơn Ở biể n thì côn trùng ít hơn vì dễ làm

1.2 Vai trò của côn trùng trong đời sống cây trồng, con người và xã hội

Lịch sử côn trùng xuất hiện trên trái đất ít nhất qua 350 triệu nă m Côn trùng có

mố i quan hệ mật thiết với thực vật, động vật và con người

1.2.1 Lợi ích của côn trùng

- Hơn 90% các loài côn trùng là có ích hoặc không gây hại

- Một số loài côn trùng là những loại thiên địch (kẻ thù tự nhiê n: Natural Ene my)

- Thụ phấn cho cây trồng

- Tham gia vào quá trình chu chuyển vật chất trong tự nhiên

- Sản phẩm của côn trùng có ích cung cấp dinh dưỡng cho con người

- Cung cấp nguyên liệ u cho các ngà nh công nghiệp

- Cung cấp tài liệu cho các ngành khoa học khác

1 2.2 Tác hại của côn trùng

Có khoảng 10% loài côn trùng gây hại và các loài gây hạ i nghiê m trọng chỉ nhỏ hơn 1% Tuy nhiê n mức độ gây hạ i của chúng rất lớn trên nhiều lĩnh vực

- Gây hạ i cây trồng

- Gây hạ i cây rừng, cây cảnh

- Gây hạ i sản phẩ m trong kho

- Phá hạ i các công trình giao thông, nhà cửa, kho tàng: mối, mọt, xen tóc

- Đối với động vật nuôi: thường bị côn trùng ký sinh là m giả m sức khoẻ, sản lượng

và phẩ m chất thịt, sữa

- Đối với người: nhiề u loài côn trùng như chấy, muỗi, bọ chết, rệp giường là mô i giới truyền bệnh hiể m nghèo như sốt rét, thương hàn, kiệt lỵ, tả, xuất huyết

BÀI 2 HÌNH THÁI HỌC CÔN TRÙNG

2.1 Khái niệ m chung

2.2 Khái quát chung về cấu tạo cơ thể côn trùng

Thời kỳ trưởng thành của côn trùng có những đặc điểm cấu tạo cơ bản sau:

Cơ thể chia làm 3 phần rõ rệt: đầu, ngực, bụng

+ Đầu: có một đôi râu đầu, 2 mắt kép, 1 số mắt đơn và miệng

+ Ngực: có 3 đốt, mỗi đốt có 1 đôi chân, đốt ngực giữa và đốt ngực sau mỗ i đốt có một đôi cánh

+ Bụng: gồ m nhiề u đốt xếp lồng nha u

Cơ thể côn trùng được bao bọc một lớp vỏ da được kitin hóa Vỏ da này là chỗ dựa (chỗ bá m) của hệ cơ, tạo cho côn trùng có hình dáng nhất định Chính vì vậ y côn trùng chống đỡ được tác động cơ giới bên ngoà i

2.3 Cấu tạo chi tiế t từng bộ phận

2.3.1 Đầu và chi phụ của đầu

2.3.1.1 Cấu tạo cơ bản

- Đầu côn trùng có nhiều đốt ghép lại tạo thành hộp sọ Đầu được bao bọc bởi một lớp vỏ đầu rất cứng Các mảnh và các đốt ở đầu kết lại với nhau rất khít chặt, khó phân biệt ranh giới giữa các mả nh và các đốt

- Ở đầu có các ngấn lột xác và các ngấn khác Đây là các đường lõm xuố ng của da đầu tạo nên Các ngấn này chia đầu côn trùng là m nhiều khu vực và nhiều mảnh Số ngấ n và vị trí của ngấn thay đổi tùy loài côn trùng Ngấn quan trọng nhất là ngấ n lột xác hình chữ Y nằ m ngay ở trên đầu

- Ngoài ra các ngấn trán - chân mô i (ngấn trên miệ ng), ngấn gáy, ngấn dưới mô i chia đầu thành nhiều khu vực: đỉnh đầu- trán- má - chân môi – gáy- gáy sau

2.3.1.2 Các chi phụ của đầu

Gồ m: râu đầu, miệng, mắt kép, mắt đơn Đầu là trung tâm của cảm giác (râu đầu, mắt đơn, mắt kép) và lấy thức ăn ( miệng)

* Râu đầu

+ Chức năng: Chủ yếu là cơ quan xúc giác và khứu giác

+ Cấu tạo: Râu đầu được cấu tạo từ nhiều đốt Số lượng đốt thay đổi tùy loài, tùy theo đực, cái của cùng loài Có thể chia râu đầu là m 3 phần: Chân râu, cuống râu, roi râu

+ Hình dạng của râu đầu: có nhiều dạng râu đầu, có thể chia thành các dạng chính sau:

- Râu sợi chỉ: châ u chấu, dán

- Râu đầu gối: ong vàng, ong mật

- Râu răng cưa: ban miêu đực, đom đóm

- Râu chuỗ i hạt: mố i thợ

- Râu răng lược kép: ngà i đực sâu ró m hại chè

- Râu dùi đục: bướm

- Râu dùi trống: chuồn chuồn râu dài

- Râu hình lá lợp : bọ hung

* Miệng

Do tính ăn của côn trùng rất phức tạp nê n miệ ng côn trùng có nhiều thay đổi Có 2 loại miệng cơ bản là miệng gặ m nhai và miệng hút

Miệng gặm nhai: Ăn thức ăn rắn như bộ cánh thẳng (Orthoptera), bộ cánh cứng

(Coleoptera), sâu non bộ cánh vảy (Lepidoptera)

+ Cấu tạo:

Có 5 phần hàm trên, hà m dưới, môi trên, môi dưới và lưỡi

Miệng hút:Từ miệng gặ m nhai biến hóa thành miệng hút Đặc điể m chung của loại

miệ ng này là các chi phụ đều kéo dài để thíc h nghi cho việc lấy thức ăn ở dạng lỏng

Loại này có nhiề u kiểu biế n dạng: miệng gặ m hút, miệ ng chíc h hút, miệng hút,

miệ ng dũa hút, miệng liế m hút, miệng cứa liế m

Căn cứ vào v ị trí của miệng ở đầu mà chia đầu côn trùng thành các kiểu:

+ Đầu miệng trước: trục dọc của đầu thẳng hàng với trục dọc của cơ thể, thường kiểu miệ ng gặm nha i, ăn thức ăn rắn, ăn thịt hoặc ăn thực vật; khi gây hại thường để vết tích rõ ràng

+ Đầu miệng dưới: trục dọc của đầu gần vuô ng góc với trục dọc của cơ thể; loại này thường có kiểu miệng gặ m nhai, ăn thức ăn rắn

+ Đầu miệng sau: trục dọc của đầu và trục dọc của cơ thể tạo thành góc nhọn rất hẹp Thường là miệng kiêu chíc h hút, khi phá hạ i cây trồng thường để lạ i vệt thâ m.Ví dụ:

ve sầu, bọ rầy

2.3.2 Ngực và chi phụ của ngực

2.3.2.1 Cấu tạo cơ bản của ngực

Ngực là trung tâ m của sự vận động Ngực chia là m 3 đốt: Đốt ngực trước (gần đầu), đốt ngực giữa, đốt ngực sau Mỗi đốt ngực cấu tạo từ 4 mảnh cứng phép lạ i với nha u: mảnh lưng, mảnh bụng, 2 mảnh bên Phía dưới 2 bên (phía mảnh bên) mỗi đốt ngực có 1 đôi chân, ở phía trên của mả nh 2 bên của đốt ngực giữa và đốt ngực sau

- Chân bắt mồ i: chân ngực trước của bọ ngựa

- Chân đào bới: dế dũi, bọ hung

- Chân bơi: chân sau của niề ng niề ng

- Chân kẹp leo: rận, chấy

- Chân bá m hút: chân trước của niềng niễng

- Chân lấy phấn: ong mật

*Cánh côn trùng

+ Chức năng của cánh: Phát tán kiế m ăn, tìm đôi giao phối, trốn tránh kẻ thù Ngoài

ra ở 1 số loài cánh còn có chức năng khác như: Điều chỉnh nhiệt độ cơ thể (ong mật), phát ra tiếng kêu dẫn dụ sinh học (châu chấu), bảo vệ cơ thể (bọ cánh cứng), dự trữ không khí (niềng niễ ng)

+ Cấu tạo

- Hầu hết côn trùng trưởng thành đều có cánh (trừ côn trùng lớp phụ không cánh (Apterygota) và một số loài cánh thóai hóa)

- Cánh được hình thành là do da 2 bên của mảnh lưng ngực phát triển kéo dài ra

- Cánh côn trùng cấu tạo bởi 2 tầng bằng biểu bì chất mà ng, cánh có hình ta m giác

- 3 cạnh: mép trước, mép ngoài, mép sau

- Để đảm bào sự hoạt động nhịp nhàng, thuận lợi giữa 2 đôi cánh trong khi bay một

số loài ở cánh còn có cấu tạo đặc biệt đó là dãy ga i móc cánh và gai cài

- Cánh côn trùng khi không hoạt động thì xếp bằng hay chếch trên lưng, hoặc xếp dựng đứng

- Tùy thuộc vào chất cấu tạo nên cánh côn trùng mà chia các dạng cánh:

- Cánh màng: chuồn chuồ n, ong

- Cánh cứng: bọ hung, xén tóc

- Cánh nửa cứng: bọ xít

- Cánh da: dán, châu chấu

- Cánh phấn (cánh vảy) là cánh màng nhưng trên cánh có lớp phấn: bướm

- Cánh tơ: hẹp, dài, xung quanh có nhiề u lông dài

2.3.3 Bụng và chi phụ của bụng

2 3.3.1 Bụng côn trùng

+ Cấu tạo: Bụng côn trùng có 6 - 12 đốt Mỗi đốt bụng có mả nh lưng, mả nh bụng Hai bên là phần màng mỏng co giàn được Các đốt bụng ghép với nhau theo nguyên tắc đốt sau lồng vào trong đốt trước, giữa các đốt bụng có một vòng mà ng mỏ ng có tính đàn hồi Vì vậy bụng côn trùng có thể co ngắ n, giản ra, phồng lên, xẹp xuống dễ dàng, có lợi cho hô hấp, chứa đựng và phát triể n trứng Hình dáng, kích thước và số đốt bụng thay đổi tùy loài Bụng chứa các bộ máy, chủ yế u là bộ máy tiêu hóa, sinh dục

+ Các kiểu bụng côn trùng: 2 kiểu

- Kiểu bụng thắt là kiểu bụng có đốt thứ 1 thắt lạ i Ví dụ: bộ cánh mà ng

- Kiểu bụng không thắt có đốt bụng 1 phát triển bình thường

2.3.3.2 Chi phụ của bụng: gồ m lông đuôi, bộ phận sinh dục ngoài và chân bụng

* Lông đuôi: là chi phụ c ủa đốt bụng thứ 11 (đốt bụng c uối) Lông đuôi côn trùng phần lớn là cơ quan cảm giác

- Lông đuôi chia đốt, dài, mảnh: phù du

- Lông đuôi ngắn, hình tha m giác: châ u chấu

* Chân bụng: chỉ có ở thời kỳ ấu trùng, thời kỳ trưởng thành thi chỉ có ở côn trùng

nguyên thủy Chân bụng của ấu trùng ở nhiều bộ khá phát triển Thường có số lượng

từ 2-5 cặp *Bộ phậ n sinh dục ngoài

+ Bộ phận sinh dục ngoài của con đực ở đốt bụng thứ 9, 10 Mảnh bụng của đốt bụng thứ 9 lõ m vào tạo thành 1 xoang sinh dục, chủ yếu gồ m dương cụ và bộ phận cặp âm

cụ

+ Bộ phận sinh dục ngoài của con cái: bộ phận đẻ trứng, nằ m ở đốt bụng 8, 9; cấu tạo

có các phần chính: một đôi phiến đẻ trứng dưới (phiến đẻ trứng bụng hoặc va n đẻ trứng 1) do chi phụ đốt 8 hình thành, một đôi phiến đẻ trứng giữa (phiến đẻ trứng trong) do chi phụ của đốt 9 hình thành, một đôi phiế n đẻ trứng trên (phiến đẻ trứng lưng) do chi phụ của đốt thứ 10 hình thành Bộ phận đẻ trứng thường do 2 trong 3

đôi phiến đẻ trứng cấu tạo nên gọi là ống đẻ trứng Tùy thuộc vào từng loài côn trùng

mà ống đẻ trứng phát triển hoặc không phát triển

2.3.4 Da và vật phụ của da

2.3.4.1 Chức năng và cấu tạo

+ Chức năng: Bao bọc cơ thể, đảm bảo cho cơ thể có hình dạng nhất định vững chắc, cung cấp chổ cho các cơ bám, ngăn ngừa sự bốc hơi nước, bảo vệ các cơ qua n, bộ

má y bên trong, tránh được những tổn thương cơ giới và xâ m nhập của vi sinh vật và vật chất có hại Ngoài ra trên da có nhiều cơ quan cả m giác

+ Cấu tạo: có 3 lớp

Lớp biểu bì: là lớp ngoài cùng của cơ thể côn trùng

- Là sản phẩm bài tiết của nội bì, không có cấu tạo tế bào nên không có sự sống Đây

là lớp dày nhất của da côn trùng

- Biểu bì chia là m 3 lớp: biểu bì trên, biểu bì ngoà i, biểu bì trong

Biểu bì trên ( mỏng nhất) gồm có tầng men, tầng sáp, tầng polife nol, tầng culiculin có

tác dụng bảo vệ cơ thể côn trùng Việc sử dụng thuốc hóa học phụ thuộc vào tầng này

Độ dài mỏ ng của tầng này phụ thuộc vào loài côn trùng, gia i đoạn phát dục Trong một loài thì sâu non mới nở hoặc mới lột xác chưa có lớp sáp và men - dùng thuốc hóa học tiếp xúc để tiêu diệt

Biểu bì ngoài: thành phần chính là kitin và protein biến tính Protein chủ yếu là

scleotin, không tan trong nước Đây là phần cứng nhất của da côn trùng

Biểu bì trong: Thà nh phần chủ yếu là kitin và protein, protein phần lớn là actropochin

(có thể hòa tan trong nước)

Thà nh phần qua n trong nhất của biểu bì là kitin Kitin là đặc trưng của da côn trùng và động vật chân khớp Đặc điể m của kitin là rất bền vững, không tan trong nước, trong dung mô i hữu cơ, kiề m và axít loãng Ngoài ra da côn trùng còn có protein và một số chất hữu cơ khác

Lớp nội bì

- Đây là một lớp tế bào đơn, có hình trụ, là một lớp tế bào sống Xen kẻ có các tế bào

có chức năng đặc biệt như tế bào lông, tế bào hình thành các tuyến, tế bào màu

- Chức năng: tiết ra dịch tiêu hóa lớp biể u bì cũ và hấp thu trở lại những chất đã tiêu hóa để tạo ra lớp biểu bì mới; có khả nă ng hàn gắn vết thương; một số tế bào nội bì phân hóa thành cơ quan cảm giác, các tuyến

Lớp màng đáy: là màng mỏ ng dính sát ngay dưới đáy lớp tế bào nội bì, là nơi tập

trung các đầu mố i thần kinh cảm giác

2.3.4.2 Vật phụ của da và tuyến

Vật phụ của da: Bề mặt của da côn trùng không nhẵn, bằng phẳng mà có chổ lồi

lõ m Vật phụ ngoài da là những vật lồi lõm dài trên da Có 2 loại vật phụ da: vật phụ phi tế bào (sóng nổi, mấu lồi, gai ốc, các lông nhỏ trên cánh), vật phụ có cấu tạo tế

bào (lông cứng, vảy) Tuyế n của côn trùng: Do 1 hoặc nhiều tế bào nội bì hình thành,

chúng phân bố rải rác trên da, trong cơ thể và tiết ra những chất khác nhau có tác dụng nhất định Dựa vào chức năng chia thành các tuyến: tuyế n môi dưới, tuyế n sáp, tuyế n lột xác, tuyến mùi

Màu s ắc da côn trùng: Do sự tác động qua lại giữa sóng ánh sáng và kết cấu của da,

da côn trùng có nhiều mà u sắc Dựa vào phương thức tác động tạo màu sắc chia thành 3 loại màu sắc cơ bản: màu sắc hóa học (sắc tố), mà u sắc vật lý ( màu cấu trúc),

mà u sắc hỗn hợp (màu sắc hóa học + vật lý)

* Màu sắc có ý nghĩa lớn đối với đời sống côn trùng: hấp dẫn các cá thể khác giới, ngụy trang

BÀI 3 SINH LÝ GIẢI PHẨU CÔN TRÙNG

3.1 Khái niệ m

Sinh lý giải phẫu côn trùng là nghiê n cứu về cấu tạo và hoạt động của các bộ máy bên trong cơ thể côn trùng

3.2 Thể xoang côn trùng và vị trí của các bộ máy bên trong cơ thể côn trùng

Thể xoang côn trùng là khoảng không gian được giới hạn bởi vỏ cơ thể côn trùng, bên trong có chứa các bộ má y và được lấp đầy má u Thể xoang liên tục theo chiều dọc Khi cắt nga ng cơ thể thì thể xoang được ngă n cách bởi 2 màng ngăn: màng ngăn lưng (phía trên) và màng ngă n bụng (phía dưới) Hai màng ngă n này chia thể xoang của côn trùng thà nh 3 phần: xoang máu lưng, xoang máu bụng và xoang má u ruột

- Bộ má y tuần hoàn gồm 1 mạch máu chính và 1 chuỗi tim nằ m ớ xoang má u lưng

- Bộ máy thần kinh là một chuỗi hạch thầ n kinh gắn với vách dưới của xoang má u bụng

- Bộ má y tiêu hóa, bài tiết sinh dục nằ m xoang ruột

- Bộ má y hô hấp là một hệ thống ống khí quả n phân nhánh hình rễ cây đi lên lõi khắp

cơ thể và đi đến tận từng tế bào

- Hệ cơ của côn trùng thường tập trung ở các cơ quan vận động như cánh, chân (tập trung ở phần ngực)

- Ngoài ra xoang cơ thể còn chứa các thể mỡ, là cơ quan dự trữ và bài tiết

3.3 Cấu tạo chi tiế t của các hộ máy

3.3.1 Hệ cơ

- Cơ côn trùng gồ m có cơ vỏ và cơ nội quan đều là cơ vân

- Về sắp đặt: 1 đầu cơ bá m vào 1 mấu cố định của vỏ kitin, đầu kia gắn vào cơ quan vận động

- Hệ cơ của côn trùng có khả năng hoạt động cùng một lúc, do đó lực tuyệt đối của

cơ côn trùng rất lớn, chúng có thể mang vật nặng hơn nó 14 - 25 lần, có nhiều trường hợp côn trùng nhảy cao và dài gấp nhiều lầ n chiều dài cơ thể (châu chấu, rầy, bọ xít ).Vì vậy côn trùng có thể trốn tránh kẻ thù, di chuyển, lây lan nhanh dễ gây

+Ruột giữa: có nguồn gốc từ lá phôi trong, là 1 ống thẳng hoặc túi phình to hoặc dạng ống ngoằn ngoèo, không có cơ quan phụ Phía trước có nhiều nhá nh kéo dài gọi

là túi thừa (manh tràng) Trong túi thừa có nhiều vi sinh vật Đây là nhữ ng loài vi sinh vật cộng sinh giúp đỡ côn trùng trong quá trình tiêu hóa Trong ruột giữa có

mà ng mỏng và trên đó có nhiều sợi lông, tăng tiết diệ n hấp thu các chất dinh dưỡng Vách trong của ruột giữa không phủ kitin, do đó ruột giữa có nhiệ m vụ tiêu hóa thức

ăn, hấp thụ và đẩy chất cặn bã ra ruột sau Ruột giữa có chứa các loại men do các tế bào vách ruột tạo nên, những tế bào này có khả năng chọn lọc, thẩ m thấu hoặc hấp thu các chất dinh dưỡng chuyển vào xoang cơ thể

+ Ruột sau: có nguồn gốc lá phôi ngoà i, gồ m ruột non, ruột già và ruột thẳng Ruột sau khô ng có chức năng tiêu hóa vì vách trong cửa ruột có lớp kitin bao phủ Ruột sau có chức năng: tạm giữ thức ăn đã tiêu hóa, gạn nước và muố i khoáng trước khi phân thải ra

3.3.2.2 Những biến đổi của cơ qua n tiêu hóa

- Cấu tạo bộ máy tiê u hóa như trên là đại diện cho côn trùng miệng gặm nha i, ăn thức

ăn rắn Tuy nhiên trong tự nhiên cơ quan tiếu hóa của côn trùng có sự biến đổi lớn, khác nhau tùy từng loài, từng pha phát dục trong loài, phương thức sinh sản và đặc điể m dinh dưỡng Ví dụ: sâu non, bướm

- Sự thay đổi rất lớn ở ống tiêu hóa của côn trùng chích hút, ăn thức ăn lỏng: dạ dày

cơ biến thành buồng lọc, cuống họng tạo thà nh bơm hút, khi thức ăn qua buồng lọc thì sẽ lọc bớt nước là m tăng hà m lượng dinh dưỡng (đường, đạ m) trong thức ăn

- Đối với côn trùng sống trong nước, một số loài phần dạ dày phát triển thà nh túi khí, tạo điều kiệ n thuận lợi cho côn trùng khi bơi lội

- Các loài côn trùng ký sinh trong, trong thời kỳ sống trong ký chủ thì phần ruột giữa thường phồ ng lên Trong thời gian này không thải phân, kết thúc thời kỳ sâu non

phần ruột giữa thông với ruột sau, lúc này côn trùng thải một lượng phân rất lớn vào

cơ thể ký chủ là m cho ký chủ bị ngộ độc, chết

- Đối với côn trùng sống thành xã hội thì ngoài diều riêng cho từng cá thể thì chúng

có diều chung và có hiện tượng mớm thức ăn lần nha u để bổ sung cho nhau men tiêu hóa hoặc thức ăn cần thiết mà con khác không có

3.3.2.3 Các tuyế n tiê u hóa: có các loại men chính

- Men cacbohidraza có nhiều trong tuyế n nước bọt, có tác dụng phân hủy đường đa thành đường đơn (sacaroza, a milaza, mantoza )

- Men proteaza do các tế bào vách trong của ruột giữa tiết ra, phân huỷ protein thành axít amin

- Men lipaza do ruột giữa tiết ra, phân hủy lip it thành glixerin và axít béo

Ngoài ra tùy chế độ ăn uống mà một số loài côn trùng còn có men invectaza tiêu hóa chất sáp, chất sừng

3.3.2.4 Quá trình tiê u hóa

- Sự tiêu hóa gluxit, lipit, protein c hủ yếu ở ruột giữa Nhóm me n proteaza mà chủ yếu là triptaza hoạt động ở môi trường kiềm

- Một số loài côn trùng quá trình tiêu hóa được thực hiện là do các vi sinh vật cộng sinh trong cơ thể côn trùng tiết ra các men đặc biệt để phân giả i các thức ăn mà côn trùng không sử dụng được

- Một số loài tiêu hóa ngoài ruột

3.3.2.5 Ý nghĩa của việc nghiê n cứu bộ máy tiê u hóa

- Có tác dụng trong việc lựa chọn thuốc trừ sâu nhất là thuốc trừ sâu vị độc

- Hệ thống khí quản phân nhánh tạo thành ống khí quản dọc bên, dọc lưng, dọc bụng Khí quản phân nhánh nhỏ đến tận từng tế bào gọi là vi khí quản Vi khí quản có đường kính nhỏ (khoảng 1µ), không có gờ kinh xoắn ốc

3.3.3.2 Hoạt động của bộ máy hô hấp: 2 phương thức

+ Phương thức khếch tán (thụ động): Do sự chênh lệch về nồ ng độ O2 và CO2 bên trong và bên ngoà i cơ thể dẫn đến sự chênh lệch về áp suất riêng

+ Phương thức thông gió (chủ động): Dựa vào sự co bóp của hệ thống cơ và các đốt

cơ thể là m c ho máu thay đổi áp suất trong khí quản, thành ống khí quản phồng lên xẹp xuống, lỗ thở mở ra, đóng vào, không khí được đưa vào hoặc đẫy ra cơ thể

- Ở vi khí quản thi côn trùng hô hấp theo hình thức khác Đó là hình thức mao dẫn nhờ cột dịch, do nhà sinh lý học người Anh, W.B Wigglesworth (l953) phát hiện ra

- Toàn bộ hoạt động hô hấp của côn trùng là do chuỗ i hạch thần kinh ngực, bụng chi phối

3.3.3.3 Những biến đổi của bộ máy hô hấp

- Đối với côn trùng sống không hoàn toàn dưới nước, lấy khô ng khí ở trên mặt nước Nhóm côn trùng sống hoàn toàn trong nước thì có khả năng lấy O2 trong nước: hô hấp bằng mang khí quản

- Đối với côn trùng ký sinh ở bên trong thì có khả năng sử dụng O2 của ký chủ

3.3.3.4 Những yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động hô hấp của côn trùng

- Khi là m việc thì hô hấp mạnh hơn

- Nồng độ O2 và CO2: khi nồng độ CO2 trong cơ thể tăng thì cường độ hô hấp tăng

- Nhiệt độ: ở phạ m vi nhiệt độ nhất định thì khi nhiệt độ tăng dẫn đến trao đổi chất tăng, cần nhiều O2 nên hô hấp tăng Nhiệt độ cao thì lỗ thở phải mở nhiề u để đưa nhiệt ra ngoài Nếu nhiệt độ quá cao thì ngừng hô hấp

- Giai đoạn sinh trưởng và phát triển của côn trùng: Các giai đoạn hình thành các tổ chức của cơ thể thì hô hấp mạnh Các giai đoạn các tổ chức ở thời kỳ hòa tan thì hô hấp giả m

3.3.3.5 Ý nghĩa của việc nghiê n cứu bộ máy hô hấp

- Áp dụng cho việc sử dụng các loại thuốc xông hơi diệt côn trùng

- Bịt lỗ thở của côn trùng Ví dụ: dùng dầu hỏa trừ rầy nâu hạ i lúa

3.3.4 Bộ máy tuần hoàn

3.3.4.1 Cấu tạo

- Cấu tạo đơn giản, thuộc kiểu hở: má u di chuyển trong một đoạn ống tuần hoàn, sau

đó tràn ngập ra khắp cơ thể, rồi vào đoạn tuần hoàn

- Chủ yếu là mạch má u lưng ở xoang máu lưng và chia thành 2 phần: động mạch và chuỗi tim

3.3.4.2 Hoạt động tuần hoàn

- Sự tuần hoàn c ủa máu côn trùng được thực hiện qua sự co bóp nhịp nhàng của chuỗi tim và sự hoạt động của các cơ đính 2 bên buồng tim Khi tim giản ra thì máu

từ trong xoang cơ thể đi vào buồng tim q ua cửa tim và khi tim bóp lại thì máu ở buông tim sau đổ vào buồng tim trước rồi đổ vào động mạch đi đến xoang đầu Nhờ

sự vận chuyển gợn sóng của màng ngă n bụng máu từ xoang đầu chuyển về phía sau

cơ thể, lúc đó buồng tim lại giả n ra và máu lại vào buồng tim qua cửa tim Buồng tim hoạt động cùng chu kỳ nhưng lệch pha với buồng tim bên cạnh, tức là buồng tim sau bóp thì buồng tim trước giản Máu được chuyên từ sau ra trước theo hình gợn sóng

3.3.4.3 Chức năng của máu côn trùng

- Máu côn trùng là một chất lỏ ng hơi dính bao gồ m huyết tương và tế bào máu Máu côn trùng thường không có màu đỏ Chỉ riêng họ muỗi chỉ hồng (Chiro mo nidae) có chứa các hạt protein màu hồng Máu côn trùng có màu và ng, xanh nhạt hoặc không

mà u

+ Chức năng của máu:

- Chuyển vậ n các chất dinh dưỡng đi khắp cơ thể và đưa các chất cặn bã đến cơ quan bài tiết Máu chứa các hoormo n, kích thích tố, nội tiết tố giữa vai trò trong điều chỉnh sinh lý, bảo đảm sự liên hệ của côn trùng và ngoại cảnh

- Chức năng hô hấp là không đáng kể vì thể tích chứa O2 của máu ít và tính ít hòa tan của máu đối với O2 Máu chỉ có tác dụng cơ giới trong hoạt động hô hấp (gây áp lực)

- Chức năng cơ học: tạo nên nội áp suất cần thiết nên cơ thể sâu non giữ hình dạng nhất định, cánh của côn trùng có thể duỗ i ra, cơ thể có thể lột xác

- Chức năng miễ n dịch bằng các thực khuẩ n thể hoặc miễn dịc h thể

- Chức năng bảo vệ: bằng cách tự loại bỏ ra ngoài những chất độc (châu chấu) hoặc tiết ra các chất độc chống lại kẻ thù (họ ban miêu)

3.3.4.4 Độ nhiệt cơ thể côn trùng

- Thân nhiệt cơ thể côn trùng không ổn định Côn trùng là động vật biến nhiệt Thân nhiệt tha y đổi do trao đổi chất sản sinh ra năng lượng hoặc do mô i trường bên ngoài (mặt trời, nhà cửa, kho tàng ), trong đó môi trường bên ngoà i là quan trọng nhất

- Côn trùng hoạt động trong giới hạn nhiệt độ từ 10 – 45oC, thíc h hợp nhất là 25 –

35oC

3.3.4.5 Các nhân tố ảnh hưởng

- Ở các loài côn trùng khi tuổ i nhỏ thì nhịp đập và lưu thông máu càng lớn

- Một số chất hóa học có ảnh hưởng đến hoạt động tuần hoàn Ví dụ: cyanhydric làm nhịp tim đập chậ m lại, nicotin thì là m tim đập hỗn loạn

3.3.5 Bộ máy bài tiế t

- Nhiệ m vụ của bộ má y bài tiết là gạn lọc và thải các chất cặn bã khó hòa tan ở trong

má u ra ngoà i hoặc bài tiết những chất cần thiết cho hoạt động sinh lý của cơ thể

- Bộ má y bài tiết chia làm 2 nhó m: ngoạ i tiết và nội tiết

3.3.5.1 Nhó m ngoại tiế t

- Đào thải các chất cặn bã trong má u ra ngoà i, đả m bảo cho cơ thể có trạng thái sinh

lý ổn định Chất bài tiết ra ngoài chủ yếu là hợp chất trung gian có đạm sản sinh ra trong quá trình đồng hóa và dị hóa protein, ví dụ: axit ur ic (C5H4NO3), muối urat, muố i oxalat, muối cacbonat Các chất này nếu tích lũy trong cơ thể thì sẽ gây độc Quá trình nà y xảy ra liên tục trong cơ thể và được thực hiệ n nhờ hệ thống ống

ma npighi thể mỡ và tế bào quanh tim

+ Bài tiết qua hệ thống ống manpighi

- Cấu tạo: là những ống dài, một đầu bịt kín lơ lững trong xoang ruột, một đầu gắn vào đoạn chuyển tiếp giữa ruột giữa và ruột sau

- Vị trí, số lượng và cấu tạo của ống ma npighi thay đổi tùy theo loài

- Đặc điểm quan trọng nhất là ống này có tính bán thấm, nhờ thế nó quyết định quá trình bài tiết

- Ngoài khả năng thải axit uric thì ống manp ighi còn có chức năng thải H3PO4,

H2SO4, HNO3, hoặc một số axit khác

+ Bài tiết qua thể mỡ

- Các thể mỡ nằ m rải rác trong xoang cơ thể, thường phân bố quanh ruột hoặc dưới

da Nhiệ m vụ của thể mỡ là hấp thu lượng chất có hại trong máu (vi dụ: axít uric, muố i urat ) và giữ cho đến khi nào trong má u hết các chất có hại thì nó tự giả i phóng đưa chất có hại vào má u để thải ra ngoài bằng ống manpighi hoặc loại bỏ khi sâu non hóa nhộng

+ Tế bào quanh tim cũng tha m gia vào quá trình bài tiết, có chức năng hấp thụ và

tích lũy chất cặn bã và đưa các chất cặn bã này ra ngoài nhờ ống ma npighi

+ Ngoài ra côn trùng có thể bài tiết qua quá trình lột xác chất kitin cũ và các sắc tố

me lanin

+ Các tuyến bài tiết ngoại tiết: Tuyến ngoại tiết có nguồn gốc từ tầng phôi, có thể tha m gia vào việc tiêu hóa (tuyến nước bọt, tuyế n ruột giữa), tiết chất bảo vệ cơ học (tuyến sáp, tuyến tơ), các chất bảo vệ hóa học (châ m độc, chất có mùi hôi xua đuổi

kẻ thù), các chất hấp dẫn đực cái Tiết ra ngoại tiết tố (phero mone) giúp cho việc ổn định hành vi của côn trùng

- Tuyến ngực trước là đôi tuyến nằ m ở mặt bụng của ngực trước Tuyến này tiết ra hoocmo n Ecdizo n (C18H30O4) là m mất đình dục và là m sâu non lột xác, điều hòa phát triển của sâu non

- Tuyến não (tuyến thể cạnh hầu) ở phía trước ruột trước, dưới não thùy, là đôi tuyến tiết hooc mon sinh trưởng, kìm hãm sự biến thái

- Thể cacdiaca (tuyến thể cạnh tim) có ở sâu non và trường thành Chức năng chưa được nghiên cứu rõ

- Có 3 hệ thống: thần kinh trung ương, thần kinh ngoại vi và thần kinh giao cảm Cả

3 hệ thố ng đều được cấu tạo từ các tế bào thần kinh hay gọi là nơron thầ n kinh (thần kinh nguyên) Thùy thần kinh có một nhánh chính và nhiều nhánh phụ, chúng dẫn truyền các kích thíc h và hình thành các dây thần kinh Nhờ có chúng mà có mối liên

hệ giữa hệ thần kinh và các cơ quan khác

- Các tế bào thần kinh được tiếp xúc với nhau ở sinapse Sự dẫn truyền các xung động thần kinh từ tế bào này sang tế bào khác xảy ra ở sinapse

+ Thầ n kinh nguyên có 3 loại: thần kinh cả m giác, thần kinh vận động và thần kinh liên hệ

- Tế bào thần kinh cảm giác nằ m ở ngoài hệ thần kinh trung ương, thường ở ngoại vi

cơ thể và là thành phần của các cơ quan nhận cảm

- Tế bào thần kinh vận động nằ m ở hệ thần kinh trung ương Nhiệ m vụ truyền mệnh lệnh của thần kinh trung ương đến cơ quan vậ n động (cơ quan đáp ứng)

- Tế bào thần kinh liên hệ nằ m ở các trung tâ m Nhiệ m vụ là truyền các kíc h thích từ

tế bào thần kinh này đến tế bào thần kinh khác

+Thần kinh trung ương

Gồ m hai hệ thống: hạch thần kinh đầu và hạch thần kinh bụng

- Hạch thầ n kinh đầu: hạch trên hầu (hạch não) và hạch dưới hầ u (hạch hầ u) Hạch trên hầu gồ m hạch não trước, hạch não giữa và hạch não sau Hạch não trước là trung tâm thầ n kinh mắt đơn, mắt kép Hạch não giữa là trung tâ m thần k inh râu đầu Hạch não sau là trung tâm thần kinh vùng trán và chân môi Hạch dưới hầu hình thành do

sự kết hợp của 3 hạch thần kinh hà m, chi phối phần phụ miệng và phần trước của ống tiêu hóa

- Hạch thần kinh bụng được nối với nhau bằng các dây hạch dọc và ngang Ở côn trùng nguyên thủy hạch thần kinh b ụng có 3 hạch ngực và 8 hạch bụng, nhưng ở côn trùng tiến hóa thì số lượng hạch ít hơn

+ Thầ n kinh ngoại vi

- Gồm các dây thần kinh nối hệ thần kinh trung ương và hệ thần kinh giao cả m, và các tế bào thầ n kinh cả m giác, rải rác có các đầu mút thần kinh tự do rải khắp cơ thể + Thầ n kinh giao cảm

- Điều hòa hoạt động của các nội quan và hệ cơ Cấu tạo phức tạp, chia là m 3 phần: miệ ng, dạ dạy, bụng và đuôi Ở mỗ i phần có các dây thần kinh và hạch, hạch cuối cùng là giao cả m

3.3.6.3 Hoạt động thần kinh của côn trùng

Bao gồ m hiện tượng hưng phấn và kìm hãm

- Cung phản xạ: đường dẫn truyền kích thích từ cơ quan nhậ n cả m đến trung tâ m và

từ trung tâm đến cơ quan đáp ứng

- Cung phản xạ gồm một quá trình cơ quan cảm giác nhận kích thích phát sinh hưng phấn Nơron cả m giác truyề n hưng phấn thần kinh về thần kinh trung ương dưới dạng các xung động thần kinh Thần kinh trung ương nhận tín hiệu và phát sinh

mệ nh lệnh, nơron thầ n kinh vận động truyền các mệ nh lệnh xuống cơ quan vận động (cơ quan đáp ứng) Cơ quan vận động phát sinh phản ứng trả lời lại kích thích đó Phản ứng đáp lạ i gọi là phản xạ (bản chất là phản ứng của các cơ)

- Hưng phấn có bản chất điện hóa học, thực hiện được qua sự biến đổi điện thế ở tế bào thần kinh và dây thần kinh Do đó hưng phấn truyền theo làn sóng, tế bào thần kinh hưng phấn bài tiết một số chất trong đó có axetincolin Nhờ có axetincolin hưng phấn mới truyền qua được sinapse và các tế bào bên cạnh và xa hơn Axetincolin chỉ xuất hiệ n trong thời gian rất ngắn khi có rung động thần kinh Sau đó lượng dư thừa

sẽ được khử nha nh bởi me n colinestaraza

- Kìm hãm là hiệ n tượng ngược lại Hưng phấn và kìm hã m là thống nhất, khi hưng phấn quá mạnh thì xẫy ra hiện tượng kìm hã m

Tóm lại: các cung phản xạ hay hoạt động thần kinh của côn trùng chỉ thực hiện khi có xung động thần kinh tức là khi cơ quan cảm giác nhậ n được kích thích

3.3.6.4 Hoạt động cảm giác

+ Cơ quan thị giác: p hân bố ở đầu, gồ m mắt đơn, mắt kép, mắt bên (có ở sâu no n bộ cánh vảy)

* Mắt k ép: Cấu tạo từ nhiều đơn vị mắt nhỏ xếp sít nha u

- Một đơn vị mắt nhỏ gồ m: giáp mạc, tế bào giáp mạc, thủy tinh thể và trụ thị giác

- Nhờ mắt kép mà côn trùng phân biệt được hình dạng, màu sắc chuyể n động: khoảng cách và ánh sáng phân cực

- Cấu tạo mắt của côn trùng hoạt động ban ngày khác với côn trùng hoạt động ban

đê m,

mắt côn trùng ăn đêm có thu thu nhận được nhiều ánh sáng hơn

*Mắt đơn:Thường giữa hai mắt kép, ở trán hoặc ở đỉnh

- Cấu tạo: chỉ có một thủy tinh thể bằng cutin

- Chức năng: điều hòa chuyển động, kích thích mắt kép tăng cường phản ứng quang động

- Có loài mắt đơn phát triển (chuồ n chuồn), có loài không có mắt đơn

+Cơ quan khứu giác: Phân bố ở râu đầu, môi trên, môi dưới

- Nhờ có cơ qua n khứu giác mà côn trùng tìm được thức ăn, tìm đôi giao phối, tìm nơi đẻ trứng

- Lợi dụng là m bẫy bả để tiêu diệt côn trùng

+ Cơ quan xúc giác

- Là cơ quan cả m thụ các kích thích cơ giới Phân bố rải rác khắp cơ thể, trên bề mặt

da, các lông cảm giác, râu đầu, cánh

- Nhờ cơ quan xúc giác phát triển côn trùng có thể di chuyển, trốn tránh, đảm bảo điều kiện sống

+ Cơ quan vị giác

- Tập trung chủ yếu ở miệ ng, nhưng có 1 số côn trùng có ở nơi khác (ở đốt bàn chân: ong, bướm)

- Dùng để tìm thức ăn

+ Cơ quan thính giác và phát â m

- Chỉ có ở một số loài côn trùng phát â m thanh Ví dụ: ve sầu, một số loài bọ xít

- Thu nhận hoặc phát ra âm thanh của các cá thể cùng loài để hấp dẫn giới tính, báo hiệ u nguồn thức ăn, tiếp nhận các â m thanh để trốn tránh kẻ thù

3.3.6.5 Hành vi của côn trùng

Là tất cả các phản ứng đáp lại những kích thích của côn trùng trong đời sống của chúng Thường rất phong phú và đặc trưng cho từng loài Hành vi bao gồm hoạt động phản xạ không điều kiệ n và phản xạ có điều kiện

+ Phản xạ không điề u kiện: Có tính chất bẩm sinh, di truyền từ đời này sang đời khác,

là cơ sở cho mọ i hoạt động thần kinh của côn trùng Phản xạ này thay đổi tùy côn trùng phụ thuộc nguồ n kích thích hoạt động s inh lý bên trong Có 2 loạ i phản xạ không điều kiện:

- Phản xạ hướng động (phản xạ xu tính) :

Phản xạ côn trùng tránh xa hoặc vận động đến nguồ n kíc h thíc h Đây là những hành vi bắt buộc, má y móc không thể cưỡng được Phản xạ tránh xa nguồn kích thích gọi là phản xạ hướng động â m hay xu tính âm Phản xạ vận động đến nguồn kích thíc h gọi là phản xạ hướng động dương hay xu tính dương Dựa vào nguồn kích thích

mà chia phản xạ hướng động là m nhiều loại: hướng động hóa học, sinh học, cơ học, dinh dưỡng, ánh sáng, ẩm độ, áp suất, nhiệt độ

Ví dụ: Trưởng thành họ ngà i sáng (Pyralidae), bộ cánh vảy (Lepipidoptera) có xu tính dương với ánh sáng; họ ngài đêm (Noctuidae) có xu tính dương với mùi chua ngọt; dán có xu tính â m đối với chất repleten; phản ứng giả chết của côn trùng là xu tính âm đối với kích thích cơ học

- Phản xạ bản năng:

Bản năng của côn trùng là một chuỗ i phản xạ không điều kiện xảy ra theo một

trình tự nhất định, phản xạ trước là tiền đề cho phản xạ sau để giả i quyết những yêu cầu hoạt động s inh lý của cơ thể Biể u hiện rõ nhất là phản xạ tìm mồ i, tìm nơi đẻ trứng, xây tổ, phản xạ về thông tin Ví dụ: Một số sâu non bộ cánh vảy có thói quen

là m kén trước khi hóa nhộ ng; ong đất Specoidae là m cho các côn trùng khác tê liệt bằng cách châm vào hạch của chuỗi thầ n kinh bụng

Nếu một trong những khâu trong chuỗi phản xạ không điều kiệ n bị mất đi hoặc không được thực hiện thì bản năng không được hình thành Ví dụ: ong đất Specoidae sau khi làm tê liệt con mồ i thì nó dùng miệng cắn râu con mồi kéo về tổ để nuô i sâu non, nếu sau khi ong làm tê liệt con mồi ta cắt râu con mồi thì ong bỏ con mồi đó và

đi tìm con mồi khác

+ Phản xạ có điều k iện: Phản xạ có điều kiện được hình thành khi mới đầu phải có 2 nguồn kích thích cùng tồn tại là kích thíc h của phản xạ không đ iều kiện và kích thích của phản xạ có điều kiện, trong đó kích thích của phả n xạ có điều kiện phải được lặp

đi lặp lại nhiều lần, nếu không phản xạ có điều kiện sẽ mất Phản xạ có điều kiệ n có tính chất cá thể và tạm thời, hình thành trong quá trình sống, có thể mất đi, không di truyền cho thế hệ sau Cơ sở của phản xạ có điều kiện là mối liên hệ tạ m thời của các trung tâ m khác nhau trong hệ thần kinh trung ương

3.3.7.8 Bộ máy s inh dục

- Nhiệ m vụ: bảo tồn nòi giống, làm cho loài tồn tại thông qua sinh sản

- Bộ má y sinh dục dùng để phân biệt đực cái

3.3.7.1 Bộ máy s inh dục cái

- Bộ máy sinh dục cái của côn trùng gồm các phần sau: 2 buồng trứng, 2 ống dẫn trứng đơn, 1 ống dẫn trứng chung, túi chứa tinh, tuyến phụ sinh dục, máng đẻ trứng

- Hai buồng trứng là phần phát triển nhất và là bộ phận chủ yếu của bộ má y sinh dục cái Nó có hình dạng và kích thước khác nhau tùy theo từng loài côn trùng và được cấu tạo bởi các ống dẫn trứng Số ống dẫn trứng khác nhau tùy loài, thay đổi từ 1 tới

2500 ống Ví dụ: bộ cánh vảy có 4 ống; ong chúa, mối có 2400- 2500 ống

BÀI 4 SINH VẬT HỌC CÔN TRÙNG

4.1 Các phương thức s inh s ản của côn trùng

4.1.1 Phương thức s inh s ản hữu tính (lưỡng tính)

Là phương thức sinh sản thông thường và phổ biển của côn trùng, thể hiện sự tiến hóa của côn trùng Là sự kết hợp của 2 cơ thể đực cái Trứng được đẻ ra ngoài tiếp

tục phát dục để thành cá thể mới ma ng 2n NST

4.1.2 Sinh s ản đực cái cùng cơ thể

Là một phương thức sinh sản hữ u tính trong 1 cơ thể lưỡng tính Đây là một sự

biểu hiệ n thích nghi với điều kiện ngoạ i cảnh bất lợi (Ví dụ: rệp sáp bông Incerya purchasi) Trong tuyế n sinh dục cái có cả trứng và tinh trùng, mặt ngoài là các tế bào

trứng, mặt trong là tinh trùng, chúng thụ tinh và sinh ra thế hệ mới

4.1.3 Phương thức s inh s ản đơn tính

Là phương thức sinh sản không có quá trình thụ tinh, chỉ có 1 giao tử cái tha m gia

Con cái sinh ra chỉ có 1n NST Hiệ n tượng này do trong quần thề không có cá thể đực, hoặc cá thể đực quá ít, hoặc cá thể đực không có sức sinh sản

Có 3 phương thức sinh sản đơn tính: sinh sản đơn tính ngẫu nhiên, chu kỳ và bắt buộc

- Đơn tính ngẫu nhiên: thực chất là có quy luật nhưng con người chưa quan trắc được, chưa nắ m được bản chất

- Đơn tính chu kỳ: sinh sản theo mùa, theo khí hậu Đây là một hình thức thích nghi với mô i trường sống

- Đơn tính bắt buộc: loại sinh sản này hoàn toàn không có sự tha m gia của cá thể đực

Sinh sản đơn tính thường gặp ở họ rệp muội Aphidae

4.1.4 Sinh s ản trước lúc trưởng thành (thời kỳ sâu non)

Quá trình sinh sản xảy ra trong cơ thể chưa trưởng thành, ống sinh dục chưa phát

triển Buồng trứng ở thời kỳ sâu non đã chín và trứng không cần qua thụ tinh phát

dục thành sâu non Sâu non phát dục trong cơ thể mẹ Sau khi hoàn thành phát dục

thi sâu non đục cơ thể mẹ ra ngoài Đây là một dạng thích nghi để tăng khả năng bảo tồn nò i giống Kiểu sinh sản này thường có ở họ muỗi năn (Cecido myidae) và họ muỗ i chỉ hồ ng (Chironomidae)

4.1.5 Hiện tượng thai s inh

Đa số côn trùng thường đẻ trứng rồi từ trứng mới nở ra ấu trùng Tuy nhiê n, ở một

số cá thể đẻ trực tiếp ra ấu trùng, thậ m chí đôi khi là các ấu trùng tuổ i lớn sắp hóa nhộ ng Hiện tượng này thường gặp ở họ rệp muộ i (Aphididae), họ ruồi ký s inh (Tachinidae), họ ruồ i nhà (Muscidae), bộ cánh tơ (Thysanoptera) và một số loài thuộc bộ cánh cứng (Coleoptera) Đối với hiện tượng thai sinh, sự phát dục bào thai xảy ra ở trong cơ thể mẹ

4.1.6 Sinh s ản đa phôi

Sinh sản đa phôi thường gặp ở các côn trùng ký sinh thuộc bộ cánh màng (Hyme noptera) Phương thức sinh sản nhiề u phô i này cho phép côn trùng tăng cao khả năng sinh sản của chúng Số lượng cá thể sinh ra từ 1 trứng rất khác tùy theo từng loại côn trùng, ít nhất là hai và nhiề u nhất có thể lên tới 3000

4.2 Biế n thái của côn trùng

Là sự thay đổi về đặc điể m cấu tạo bên ngoài và bên trong của cơ thể côn trùng trong quá trình sinh trưởng và phát dục Có 2 dạng biến thái: biến thái hoàn toàn và biến thái không hoàn toàn

4.2.1 Biến thái hoàn toàn

Quá trình sinh trưởng và phát dục của cơ thể trải qua 4 giai đoạn: trứng - sâu non- nhộ ng - trưởng thành Ở loại hình này trưởng thành và sâu non hoàn toàn khác nhau

về đặc điể m hình thá i, đặc điể m cấu tạo mỗi cơ quan và phương thức sinh sống Vì vậy cần qua giai đoạn nhộng để hoàn thành sự thay đổi mạ nh mẽ đó Ngoài ra về tập quán sinh sống của sâu non và trưởng thành cũng khác nhau Ví dụ: sâu non bộ cánh vảy ăn các bộ phận của cây còn trưởng thà nh chỉ hút mật hoa hoặc không ăn; tuy đều

có kiểu miệng nhai nhưng sâu non bọ hung chủ yế u phá hại phần dưới mặt đất còn trưởng thành phá hại trên mặt đất

Biế n thái hoàn toàn thường gặp ở côn trùng thuộc bộ cánh cứng (Coleoptera), bộ cánh vảy (Lepidoptera), bộ cánh màng (Hyme noptera), bộ hai cánh (Oiptera) Nhóm biế n thái hoàn toàn có nhiều dạng sâu non:

- Sâu non không chân: cơ thề hoàn toàn không có chân, di chuyển được nhờ có sự co giả n của các đốt bụng Vì dụ: dòi, ong…

- Sâu non ít chân: chỉ có 3 đôi chân ngực.Ví dụ: s ùng đất (sâu non c ủa bọ hung), sâu non của bọ rùa

- Sâu non nhiều chân: ngoài 3 đôi chân ngực còn có 4- 6 đôi chân bụng Ví dụ: tằm, sâu cắn gié lúa, sâu keo hại lúa

- Sâu non dạng mầm chân: ở đốt ngực và đốt bụng có mầ m chân Ví dụ: sâu non xén tóc hại cam chanh, bore hạ i cà phê

4.3.3.2 Biế n thái không hoàn toàn

Quá trình sinh trường và phát dục của cơ thể côn trùng có 3 giai đoạn: trứng- sâu non – trưởng thành Ở loại hình này sâu non và trưởng thành chỉ khác nhau về kích thước và sự phát triển thuần thục của cơ quan sinh dục và cánh, gia i đoạn trưởng thành không còn lột xác, sâu non có 3 đôi chân ngực

Trong loại hình nà y có 3 dạng biế n thái:

- Biến thái dần dần: hình thái, tập quá n sống, nơi cư trú, thức ăn của trưởng thành và sâu non giố ng nhau, chỉ khác nha u về độ lớn cơ thể, phát triển cánh, số đốt râu và mức độ phát triển của cơ quan sinh dục Ví dụ: bộ cánh thẳng (Orthoptera), bộ cánh nửa (He miptera)

- Biến thái một nửa: hình thái của sâu non và trưởng thành khác nhau, sâu non sống dưới nước trường thành sống trên cạn Ví dụ: bộ chuồn chuồn (Odonata), bộ cánh úp (Plecoptera)

- Biến thái quá độ: trước khi sâu non chuyể n thành trường thành có gia i đoạn nhộng giả, không ăn, không hoạt động Đây là một dạng quá độ từ biến thái không hoàn toàn và biế n thái hoàn toàn Vi dụ: rệp Diaspidae, bộ cánh đều (Ho moptera), một số loài thuộc bộ cánh tơ (Thysanoptera)

Hiểu rõ và xác định đúng côn trùng có biến thái hoàn toàn hay không hoàn toàn có ý nghĩa lớn trong v iệc phòng trừ sâu hại

4.3 Trứng và sự phát dục của trứng côn trùng

4.3.1 Cấu tạo, hình dạng và kích thước

+ Cấu tạo: trứng côn trùng là một tế bào lớn, từ ngoà i vào trong gồ m:

- Vỏ trứng: cấu tạo bởi protein và sáp, bề mặt có nhiều dạng vân, khía và màu sắc khác nhau, có tính không thẩ m thấu, có tác dụng bảo vệ Trước khi thụ tinh thì vỏ trứng thường có lỗ trứng để cho tinh trùng đi vào trứng

- Màng lòng đỏ trứng: là màng rất mỏng bao bọc lấy nhân trứng và tế bào chất

- Hình bánh bao: đục thân lúa cú mèo, sâu cuốn lá lớn hại lúa

- Hình trụ: cuốn lá nhỏ hại lúa, sâu gai

- Tầng phôi ngoài sẽ cấu tạo nên biểu bì, vật phụ biể u bì, chi phụ, hệ thần kinh, hệ hô hấp, ống manpighi, 1 phần bộ phận sinh dục, đoạn ruột trước và ruột sau

- Tầng phô i giữa và tầng phôi trong thì phát triển để hình thành các tế bào sinh dục,

hệ thống cơ hệ tuần hoàn, đoạn ruột giữa

- Khi tầng phôi phân đốt và phát triển thành các cơ quan bên trong và bên ngoài của

cơ thể thì sâu non đã phát triển đầy đủ và trứng nở

- Quá trình từ khi trứng được thụ tinh đến sâu non nở (sự phát dục của trứng) phụ thuộc vào điều kiện nhiệt độ vả ẩm độ của mô i trường

4.4 Giai đoạn s âu non

Verson ở lớp tế bào nội bì tiết ra chất dịch lột xác Chất này có tác dụng hòa tan phần lớn lớp biể u bì cũ, chỉ giữ lại một số chất kitin và protein biến tính đề hấp thu sử dụng trở lạ i tạo thành biểu bì mới Lúc đó nhờ sự co giản của hệ cơ, sự tăng huyết áp,

sự hút thêm nước và không khí mà cơ thể dồn áp suất từ phía sau lê n ngực và đầu

là m cho lớp biểu bì cũ bị nứt ra ở đường ngấ n lột xác, đường dọc ở mặt lưng và bụng, lúc nà y cơ thể chui ra khỏi biể u bì cũ

- Côn trùng khi vừa lột xác thì da mề m, màu nhạt, kích thước tăng nhưng khô ng có

sự biến đổi đáng kể về hình thá i và các cơ quan bên trong

- Số lần lột xác tùy thuộc vào loài côn trùng

- Giữa các cá thể cùng loà i thì số lần lột xác giố ng nhau nhưng có thể thay đổi phụ thuộc vào điều kiện ngoại cảnh như nhiệt độ, thức ăn…

- Phần lớn côn trùng ở gia i đoạn trưởng thành không lột xác

- Mỗi lầ n lột xác sâu non sinh trưởng và lớn lên rất mạ nh

- Sâu non mỗi lần lột xác thì thểm 1 tuổi Tính sâu non mới nở là tuổi 1, n là số lần lột xác thì tuổi của côn trùng là n + 1 Tuổi sâu là khoảng thời gia n của 2 lần lột xác Thời gian của từng tuổi thay đổi tùy loà i và điều kiệ n ngoạ i cảnh

- Ở các tuổi khác nhau thi có sự khác nha u về hình thái, màu sắc và độ lớn của cơ thể Việc phân biệt tuổi sâu dựa vào mà u sắc, kích thước ngoài ra còn dựa vào màu sắc

và độ lớn của mả nh kitin trên đầu…

4.4.3 Hoạt động dinh dưỡng ở thời kỳ sâu non

- Sâu non các tuổi là giai đoạn hoạt động dinh dưỡng, hai đoạn này côn trùng ăn khối lượng thức ăn rất lớn Đây là giai đoạn sâu non tích lũy dinh dưỡng cho cơ thể Sâu non ăn rất nhiều loạ i thức ăn tùy vào mỗi loài côn trùng

- Phương thức gây hại cây trồng và triệu chứng gâ y hại khác nhau tùy loài Côn trùng miệ ng gặm nhai gây tổn thương cơ giới, cây bị hại thường bị hũy hoại toàn bộ Côn trùng miệng chích hút gâ y ảnh hưởng đến các hoạt động sinh lý của cây là m cho cây héo, lá úa vàng, rụng, nhìn bên ngoài khó phát hiệ n sự gây hại Ngoài ra có các phương thức khác như sâu chui vào tổ chức của cây tiết ra độc tố là m tế bào cây phát triển bất bình thường và hình thành u bướu

Mỗi loài sâu hại phá hại, trên các bộ phận của cây để lại triệu chứng rất điển hình

+ Lá bị hại

- Ăn toàn bộ lá: châu chấu

- Cắn khuyết viền mép lá, cắn thủng lá thành các lỗ nhỏ hoặc từng mảng chừa lại gân lá: sâu cắn lá ngô, sâu xanh thuốc lá, sâu khoang, sâu tơ…

- Gặ m chất xanh của lá để lại biểu bì trắng úa: sâu cuốn lá nhỏ hại lúa…

- Chui đục vào mô lá, ăn thịt lá để lại biểu bì rộp trắng từng mả ng (sâu đục lá đỗ tương), để lại biểu bì rộp trắng thà nh đường ngoằn ngoèo (sâu vẽ bùa ca m chanh, ruồi đục lá rau… )

- Chích hút hoặc giũa hút lá để lạ i những vết nâu vàng, trắng xám, đỏ, nâu đen hoặc

lá bị chích hút nặng thì cuốn xoăn: bọ rầy, bọ trĩ, bọ xít, rệp muội…

+ Thâ n và cành bị hại

- Cắn gãy gốc thân cây con là m chết cả cây: sâu xám, bọ hung đục gốc mía

- Đục vào thân cây hoặc cành cây là m thân cây bị rỗng, phần trên bị khô héo, đỗ gãy: sâu đục thân lúa, đục thân ngô, đục thân cà phê, mọt đục cành cà phê, xé n tóc hại

- Nụ hoa bị cắn phá là m hoa không nở hoặc quả bị đục rỗng và rụng: sâu xanh thuốc

lá, sâu xanh hại bông, sâu loang, ruồi đục quả, sâu đục quả…

- Hạt bị cắn khuyết hoặc rỗng ruột, mất khả năng nả y mầ m: sâu đục quả đậu tương, mọt thóc

- Đòng và hạt bị chích hút thành các vết dục phía ngoài hoặc toàn bộ lép trắng: bọ xít

ở biến thái hoàn toàn

- Nhộng chịu ả nh hưởng của điều kiện ngoại cảnh, nằ m yên không hoạt động, không

ăn, không thể lẫn tránh kẻ thù Vì vậy trước khi hóa nhộng sâu non thường tìm chỗ

kín đáo Lợi dụng vị trí có bảo vệ tự nhiên Mỗi một loài có vị trí hóa nhộng đặc trưng và riêng biệt:

- Hóa nhộng trong đất: sâu xá m, đục thâ n ngô

- Hóa nhộng trong thân cây: sâu đục thân lúa bướm 2 chấ m

- Hóa nhộng ngay trên bề mặt lá, trong bụi cỏ, các kẻ nứt đất: sâu cuốn lá nhỏ hại lúa, sâu khoang, sâu cắn gié…

- Nhộng côn trùng thường có kén bằng tơ hoặc bằng đất

4.6 Giai đoạn trưởng thành

Trưởng thành là giai đoạn cuối cùng của quá trình phát dục cơ thể, thực chất là thời kỳ sinh sản

4.6.1 Hiện tượng hóa trưởng thành (vũ hóa)

- Quá trình côn trùng từ sâu non hoặc từ nhộng lột bỏ lớp xác cuối cùng để biến thành trưởng thà nh gọ i là hóa trưởng thành

- Tùy loài côn trùng mà thể hiện rõ được tính di truyền và thích nghi của từng loài để tạo điều kiệ n thuận lợi cho quá trình vũ hóa Ví dụ: sâu non trong thân cây trước khi hóa nhộng thường tạo sẵn lỗ vũ hóa để thuận lợi cho trưởng thành chui ra; tương tự sâu dưới đất thì là m đường hầ m chui lên Cấu tạo kén cũng đặc biệt thuận lợi cho quá trình vũ hóa

4.6.2 Tính ăn thêm và trưởng thành về sinh dục

- Tính trưởng thành về sinh dục có thể đi đôi với tính trưởng thành về hình thái hoặc

có thể chậm hơn

- Một số loài ngài, bướm phù du thường trưởng thành về hình thá i và trưởng thành

về sinh dục đi đôi với nhau Những loài này sau khi hóa trưởng thành thì đã có bộ

má y sinh dục phát dục chín muồi, tiến hành giao phối đẻ trứng ngay, không có tính

ăn thê m, miệng kém phát triền hoặc thoái hóa, tuổi sống ngắ n, không gây hại trực tiếp cây trồng Cần tiêu diệt nga y sau khi vũ hóa

- Nhiều loà i bộ cánh thẳng, cánh nửa, cánh đều và một số loài của bộ cánh cứng thì trưởng thành về sinh dục chậ m hơn Vì vậy chúng cần có thời gian ăn thêm bổ sung dinh dưỡng để cho trứng và tinh trùng phát dục đầy đủ Sau đó mới giao phố i và thụ tinh Thời gian này tùy loại có thể vài giờ đến hàng tháng, các loài này trưởng thành

trực tiếp gây hạ i cây trồng

4.6.3 Giao phối, thụ tinh, đẻ trứng

Thời kỳ trưởng thà nh là thời kỳ sinh sản Nhiệ m vụ chính là giao phối, thụ tinh và

đẻ trứng

+ Giao phối là quá trình con cái tiếp nhận tinh trùng cua con đực Tùy loài mà trong

một đời có thể giao phối 1 lần hay nhiều lầ n mới đủ tinh trùng để thụ tinh hết trứng

+ Thụ tinh là quá trình tinh trùng đ i vào trứng qua lỗ trứng Trứng đã thụ tinh có thể

được đẻ nga y hoặc dừng lại trong xoang sinh dục một thời gia n để tiếp tục phát dục

+ Đẻ trứng: côn trùng có tính chọn lọc vị trí và phương thức đẻ trứng Sự chọn lọc

này có lợi cho sự sống của sâu non sau này

- Thời gian côn trùng vũ hóa đến đẻ trứng lần thứ nhất tùy thuộc vào loài và điều kiện ngoại cảnh Ví dụ: bộ cánh vảy, bộ cánh màng, bộ ha i cánh thì chỉ 1 - 3 ngày; bộ cánh thẳng, bộ cánh nữa, bộ cánh cứng thi dài hơn

- Thời gian hoàn thành đẻ trứng tùy loài Nhìn chung tuổi sống của trưởng thành dài thì thời gian đẻ trứng kéo dài

- Sức đẻ trứng của côn trùng tùy thuộc vào loài và điều kiện ngoại cảnh, đặc biệt phụ thuộc vào sự tích lũy dinh dưỡng của sâu non và trưởng thành, nhất là protein và đường

- Vị trí và phương thức đẻ trứng tùy thuộc vào loài: đẻ rải rác lộ thiên từng quả một,

đẻ rải rác từng quả hay cụm 2-3 quả ở nơi kín đáo, trong mô lá, đẻ thành từng ổ, tập trung thành nhiề u quả và có nhiề u cách bố trí trứng theo hàng theo lớp lộn xộ n, đẻ trong bọc trứng…

4.7 Các hoạt động sinh lý khác

4.7.1 Hiện tượng ngừng phát dục (Diapause)

- Hiện tượng ngừng phát dục của côn trùng là trạng thái sinh lý đặc biệt của từng cơ thể, ở trạng thái này côn trùng nằ m yên, ngừng hoạt động, ngừng ăn và giảm đến mức thấp nhất các hoạt động trao đổi chất và ngưng s inh trưởng, phát dục Quá trình này xảy ra do tác động bất lợi của các yếu tố vật lý hoặc sinh vật đến cơ thể côn

trùng Hiện tượng xẫy ra vào mùa đông gọi là qua đông, vào mùa hè gọ i là qua hè

+ Ngừng phát dục tự chọn (tự do): là trạng thái cơ thể đình chỉ mọi hoạt động có tính

chất chu kỳ do sự biến đổi chu kỳ của thời tiết

+ Ngừng phát dục bắt buộc: là trạng thá i côn trùng ngưng mọ i hoạt động sinh lý một

cách sâu sắc hơn Đó là đặc tính nội tại của côn trùng mang tính di truyề n và rất bền vững Cơ thể chuẩn bị đầy đủ về mặt sinh lý trước khi ngừng dục Đến thời kỳ ngừng dục thì mọi hoạt động ngừng lạ i mặc dù hoàn cảnh đột ngột trở lại thích hợp cho hoạt động sống của chúng Trạng thái ngừng phát dục bắt buộc diễn ra trong một thời gian

nhất định tùy loài, khó có thể dự đoán được thời gian côn trùng ngừng phát dục bắt

buộc

- Trong thực tế sự ngưng dục của côn trùng cùng là nguồn sâu lư u trữ, lây lan, gây hại cho lứa sau, vụ sau

4.7.2 Hiện tượng tự vệ

- Biến đổi mà u sắc, là m động tác dọa nạt

- Phun máu hay tiết độc tố

- Giả chết

- Giả dạng ngụy trang

4.7.3 Hiện tượng sống thành xã hội

- Chỉ có một số loài như ong, kiến, mối sống tập thể hàng vạn con trong một tổ và có

sự phân công chức năng rất hợp lý và khoa học

- Một số loài như châu chấu cũng có đời sống tập trung theo đàn, khi di chuyển thì chúng di chuyể n theo một hướng nhất định do kích thích của thời tiết, khí hậu và sinh lý

- Một số loài, sâu non thường tập trung một thời kỳ hay cả gia i đoạn

4.7.4 Hiện tượng dị hình

Là hiện tượng khác nha u về đặc điể m hình thái giữa con đực và con cái, và giữa các cá thề cùng loài Rõ nét nhất là gia i đoạn trưởng thành

+ Hiện tượng 2 hình: Là hiện tượng biể u hiện sự khác nha u về hình thái giữa con đực

và con cái Ngoài khác nhau về bộ phận sinh dục còn có sự khác nhau một số bộ phận khác của cơ thể

+ Hiện tượng nhiề u hình

- Là hiệ n tượng cùng một loài côn trùng có nhiều cá thể có hình dạng khác nhau, nga y cả trong c ùng một tính đực hay cái Hiện tượng này phổ biế n ở các loài sống thành xã hội như ong, kiế n, mối

4.8 Khái niệ m về chu kỳ sống của côn trùng

4.8.1 Vòng đời

- Thời gian từ trứng đến khi côn trùng trưởng thành đẻ trứng đầu tiên gọ i là vòng đời Vòng đời dài hay ngắn tùy thuộc vào loài và điều kiện ngoại cảnh (nhiệt độ, ẩm độ, thức ăn )

- Xác định vòng đời của từng loà i sâu có ý nghĩa quan trọng trong việc dự tính dự báo sâu hại

cả một tập thể Vì vậy để xây dựng lịc h phát sinh của sâu trong vụ, nă m thì người ta

sử dụng khái niệ m về lứa của côn trùng

- Các cá thể của cùng một loài côn trùng do tác động của điều kiện sống không đều,

có sự phát triển không đồng đều Sự xuất hiện ở mật độ lớn của một số cá thể của loài trong cùng một thời điểm thì xuất hiện một lứa sâu Lứa sâu là một khoảng thời gia n của đời sâu của toàn bộ các cá thể

4.8.4 Cao điểm phát sinh sâu hại

Trong cùng một lứa, ở một giai đoạn phát dục thì có các cá thể phát dục không đồng đều trong một thời gian Vì vậy đã tạo ra hiện tượng lứa gối chồng lên nhau, phần giới hạn giữa các lứa không rõ ràng Đây chính là cao điể m gây hại của sâu, hình thành ổ dịch, cần có biện pháp phòng trừ

BÀI 5 SINH THÁI HỌC CÔN TRÙNG

5.1 Khái niệ m cơ bản về sinh thái học côn trùng

5.1.1 Định nghĩa và nhiệ m vụ

5.1.1.1 Định nghĩa

Sinh thái học ra đời từ lâu Ngay từ thời cổ đại nhà sinh thá i học Aristot đã nhận xét: Trong thiên nhiên tất cả các loài sinh vật đều yêu cầu những ngoại cảnh nhất định để sinh sống Trải qua quá trình phát triển lịch sử thì những yêu cầu nà y trở nên

cố định và đặc trưng cho từng loài Khi yêu cầu này thay đổi thì mọi hoạt động sống của sinh vật bị ảnh hưởng và xáo trộn

Đến năm 1869, lần đầu tiên nhà động vật học người Đức Heackel đưa ra thuật ngữ về sinh thái học là Ecolo gy, bắt nguồn từ 2 từ Hy Lạp: Ecos (nơi ở, nhà ở), lo gos (mô n học) và đưa ra định nghĩa: “S inh thái học là môn khoa học nghiên cứu về mố i quan hệ của động vật với điều kiệ n ngoại cảnh xung quanh nó, mối quan hệ giữa động vật với mô i trường hữu cơ và vô cơ, trong đó bao gồm cả mối qua n hệ hỗ trợ và thù địch của động vật và thực vật (đó là mối quan hệ trực tiếp hoặc gián tiếp) "

5.1.1.2 Nhiệ m vụ

Đối với côn trùng nông nghiệp thì sinh thái học côn trùng có nhiệm vụ: Tìm hiểu ảnh hưởng của các nhân tố ngoại cảnh đến sự phân bố, đến quy luật phát sinh, phát triển, đến khả năng sinh sản và mọi hành vi khác cua côn trùng Trên cơ sở hiểu biết

về sinh thái học có thể chủ động đưa ra các biệ n pháp phòng trừ thích hợp, đạt hiệu quả kinh tế cao, duy trì được mối cân bằng sinh học trong tự nhiên và bảo vệ mô i trường sống

5.1.2 Khái niệ m về ngoại cảnh và các nhân tố ngoại cảnh

Ngoại cảnh là mô i trường sống của côn trùng, được chia thành các nhó m yếu tố sau:

+ Nhó m yếu tố vô sinh: Còn gọi là nhó m yế u tố vật lý môi trường (nhiệt độ, ẩm độ, ánh sáng, mưa, gió, đất ) Là yếu tố không phụ thuộc vào mật độ (số lượng)

+ Nhó m yếu tố hữu sinh: Là phức hợp các loài động vật và thực vật sinh sống trên một lãnh thổ nhất định Là yếu tố phụ thuộc vào mật độ

+ Yếu tố con người (yếu tố nhâ n chủng) : Con người tác động vào hệ sinh thái nông nghiệp như sử dụng giống mới, biệ n pháp canh tác, chăm sóc đã ảnh hưởng đến sự phát sinh, phát triển của côn trùng

Tất cả các yếu tố trên đều ảnh hưởng và tác động trực tiếp hoặc gián tiếp đến đời sống của côn trùng

5.2 Những khái niệ m cơ bản về s inh thái cá thể

- Sinh thái cá thể là mố i quan hệ tương hỗ của từng loài với môi trường bên ngoài (ngoại cảnh) Các yếu tố môi trường tác động trực tiếp hoặc gián tiếp, riêng lẻ hoặc

tổ hợp các yếu tố, và mức độ tác động của các yếu tố lên mỗi loài rất khác nhau Mỗi loài côn trùng thường có các phản ứng thích nghi với mô i trường sống, đó là phản xạ không điều kiện và có điều kiệ n

- Mỗi loài côn trùng sống trong một vùng nhất định thì ngoài sự tác động của các yếu

tố môi trường thì còn bị ràng buộc với nha u trong mối quan hệ lịch sử cùng loà i Toàn bộ phức hợp các cá thể của một loài côn trùng phâ n bố trong một khu vực nhất định của lãnh thổ thì được gọi là một chủng quần côn trùng Chủng quần côn trùng được xe m như một đơn vị cá thể Vì vậ y khi nghiên cứu sinh thái cá thể thì đối tượng nghiên cứu không phải từng cá thể rời rạc mà nghiên cứu phức hợp các cá thể của từng loài Có 2 loại chủng quần: chủng quần địa lý và chủng quần sinh thái

- Mật độ chủng quần là số lượng trung bình của các cá thề của một loài/ 1 đơn vị diện tích

- Giới hạ n thích nghi c ủa côn trùng với môi trường khác nhau giữa các loài Nhu cầu của loài trong các điều kiện nà y hoặc điều kiện khác của môi trường gọ i là tiêu chuẩn sinh thái Mỗi loài côn trùng có tiê u chuẩn sinh thái khác nhau

- Mức độ thích nghi của mỗi loài côn trùng với sự dao động của từng yế u tố mô i trường xung quanh gọi là tính dẻo sinh thái (hóa trị sinh thái) Loài có tính dẻo sinh thái cao gọi là loài rộng sinh cảnh (ví dụ: rộng nhiệt rộng ánh sáng ) Loài đòi hỏi những điều kiệ n sống nhất định gọ i là loài hẹp sinh cảnh (ví dụ: hẹp nhiệt hẹp ánh sáng ) Tính dẻo sinh thái phụ thuộc vào từng loài côn trùng, từng pha phát dục, sự ảnh hưởng của môi trường đến sự đồng hóa của cơ thể, các kiểu chủng quầ n của một loài Dựa vào tính dẻo sinh thái của loài để xác định đầy đủ sức sống của từng chủng quần Loài có tính dẻo sinh thái cao thì có khả năng thích ứng mạ nh chủng quần có sức sống cao

- Sự tác động của nhiều nhân tố môi trường lên cơ thể côn trùng có quan hệ mật thiết với nha u và không ảnh hưởng riê ng lẻ đến côn trùng mà như một thể thống nhất Phức hợp điề u kiện tương hỗ của môi trường gọi là yếu tố quần lạc Yếu tố quần lạc

luô n thay đổi và tác động khô ng giống nhau đến chủng quần loài này hay loài khác

và gọi là hệ sinh thái của loài đó

- Các nhân tố mô i trường tác động lên côn trùng chia thành: nhân tố chính, nhân tố thứ yếu; nhân tố tác động gián tiếp, nhân tố tác động trực tiếp Tùy theo từng loại

và các pha phát dục của côn trùng mà một nhân tố có thể là nhân tố chính hoặc nhâ n tố thứ yếu, nhâ n tố tác động trực tiếp hoặc tác động gián tiếp Mức độ ảnh hưởng của từng nhâ n tố đến loài và các giai đoạn phát triền của loài là không giống nha u Cần xác định nhân tố nào là nhân tố chính để dùng các biện pháp tác động để phòng trừ sâu hạ i có định hướng và hiệu quả

5.3 Những khái niệ m cơ bản về s inh thái quần thể

- Sinh thái quần thể là mố i quan hệ tương hỗ giữa phức hợp loài với yế u tố ngoại cảnh

- Các nhóm tương đối ổn định của các loài sinh vật có sự ràng buộc với nha u trong một khu vực lãnh thổ nhất định gọi là một quần xã sinh vật

- Những lãnh thổ có đặc điể m khí hậu và đất đai tương đối đồng nhất, có quầ n xã sinh vật tương đối ổn định gọi là sinh cảnh Phức hợp côn trùng trong sinh cảnh gọi

là quần xã côn trùng Phức hợp các loài động vật và thực vật được hình thành trong quá trình lịch sử và đặc trưng cho từng sinh cảnh gọi là sinh vật quần

- Sinh cảnh là đơn vị cơ bản của lãnh thổ Sinh cảnh được chia là m 2 kiểu: sinh cảnh nguyên sinh và sinh cảnh thứ sinh

- Kích thước, cấu trúc của mỗ i sinh cảnh đều phụ thuộc những đặc điể m của tự nhiên, biểu hiện: Sinh vật quần của một sinh cảnh được quyết định bằng phức hợp điều kiện sinh thái, sự hình thành sinh cảnh, nhâ n tố địa lý, địa chất và thay đổi khí hậu, sự thíc h nghi giữa chúng với nha u

5.4 Cân bằng s inh vật trong tự nhiê n

- Cân bằng sinh học là trạng thái tồn tại của một hệ sinh thái mà ở đó các thành viên trong sinh quần đều duy trì được tương quan số lượng phù hợp với nhu cầu phát triển của loài

- Trong tự nhiê n tất cả các loài sinh vật đều tham gia vào chu trình tuần hoàn vật chất Tùy theo phương thức trao đổi chất mà chúng có thể thuộc 1 trong 3 pha sau:

SẢN XUẤT - TIÊU THỤ- TÁI SẢN XUẤT

- Như vậy trong một sinh quần thì các loài sinh vật riêng biệt liê n hệ chặt chẽ với

nha u hoặc trực tiếp, hoặc gián tiếp thông qua dây chuyền dinh dưỡng hay gọi là chuỗi thức ăn

- Trong sinh quầ n có nhiều chuỗi d inh dưỡng và những chuỗ i dinh dưỡng nà y không phải độc lập đối với nhau vì có những loài sinh vật đồng thời là mắt xích chung của hai hay nhiề u chuỗi dinh dưỡng Một phức hợp các chuỗ i thức ăn có quan hệ qua lại với nha u gọi là lưới thức ăn Lưới thức ăn chính là cấu trúc của sinh quần

- Mối quan hệ giữa các mắt xích của chuỗi thức ăn rất phức tạp, đó là sự thích nghi qua lại mà điều kiện ngoại cảnh không tác động đồng đều đến tất cả các mắt xích, cho nên tương quan về số lượng giữa các mắt xích luôn luôn bị thay đổi và qua đó ảnh hưởng đến cấu trúc của sinh quần Tuy nhiê n tương quan về số lượng giữa các mắt xíc h luôn tuân theo qui luật hình tháp số lượng (do nhà côn trùng học người Mỹ Elto n xây dựng năm 1927) Nghĩa là sinh vật lượng của các mắt xích từ thấp đến cao đều giả m dần theo hình tháp, tức là số lượng cá thể của mắt xích sau bao giờ cũng ít hơn mắt xích trước

- Số lượng loài và số lượng cá thể của một loài trong các sinh cảnh rất khác nha u, và các sinh cảnh không bao giờ "bão hòa" Tức là sẽ có những loài mới xâ m nhập vào sinh cảnh và có thể thích nghi với điề u kiện mới sức sống và sinh sản tăng cao, có thể cạnh tranh với các loại cũ Lúc đó xuất hiện quan hệ tương hỗ mới giữa các loài

và một số loài cũ có thể bị thay thế

Tóm lại: mố i quan hệ dinh dưỡng đã tạo nên mố i quan hệ đối kháng và quan hệ

hỗ trợ trong giới s inh vật, và nhờ mối quan hệ này mà giữa các thành viên trong s inh quần đã tạo nên tương quan về số lượng Sự hình thà nh phức họp tự nhiên như vậy là biểu hiện của mố i cân bằng sinh vật

Những nguyên nhân làm phá vỡ cân bằng sinh học trong nông nghiệp:

+ Sự biến đổi hệ thống canh tác: thâm canh, 1uân canh kỹ thuật canh tác

+ Do du nhập tình cờ những loài gâ y hại

+ Do việc sử dụng thuốc hóa học bảo vệ thực vật

5.5 Vai trò của các yếu tố s inh thái đế n đời s ống của côn trùng

5.5.1 Ảnh hưởng của các nhân tố vô s inh đến đời sống côn trùng

5.5.1.1 Ảnh hưởng của nhiệ t độ đến côn trùng

- Côn trùng là động vật biến nhiệt, nhiệt độ cơ thể phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường

Vì vậy nhiệt độ của môi trường quyết định chiều hướng và mức độ của mọi hoạt động của côn trùng

- Khả năng thích ứng với nhiệt độ khác nha u tùy loà i Nói chung phạ m vi nhiệt độ

côn trùng có thể hoạt động được là 5 – 45oC

- Tùy theo phương thức và khả năng trao đổi chất mỗi một 1oài côn trùng chỉ có thể bắt đầu phát dục ở một giới hạn nhiệt độ nhất định gọ i là ngưỡng sinh học hay khởi điể m phát dục (t0), và dừng lại ở một điể m nhiệt độ cao gọi là giới hạn trên hoặc ngưỡng trên (T) Vùng nhiệt độ được giới hạn bởi 2 ngưỡng t0 và T gọi là khoảng nhiệt độ côn trùng hoạt động Vùng to > T và to < t0: côn trùng rơi vào trạng thái ngất lịm vì nó ng hoặc lạnh gọ i là nhiệt độ cao côn trùng không hoạt động và nhiệt độ thấp côn trùng không hoạt động Trạng thái ngất lịm này có thể kéo dài đến chết

+ Ảnh hưởng của khoảng nhiệt độ thấp (to < t0)

Nhiệt độ thấp quá ngưỡng s inh học thì quá trình trao đôi chất bị ngưng trệ, mô cơ thể bị đóng băng, côn trùng rơi vào trạng thái ngất lịm Nếu xảy ra lâ u thì côn trùng

có thể chết, hoặc có thể khôi phục nếu nhiệt độ trở lạ i bình thường

+ Ảnh hưởng của nhiệt độ cao (to > T )

- Khi nhiệt độ mô i trường cao hơn T thì thần kinh côn trùng bị hư ng phấ n mạnh, côn trùng nhanh chóng rời vào trạng thái bị ức chế mãnh liệt vì hệ thố ng me n bị rốt loạn Nếu nhiệt độ cao quá thì protit kết tủa toàn bộ, côn trùng chết

+ Ảnh hưởng của khoảng nhiệt độ côn trùng hoạt động (t0 - T)

Trong khoảng nhiệt độ này còn phát hiện thấy ngưỡng mắ n đẻ O và điể m cực thuận

O1 Vì vậy khoảng nà y chia là m 3 vùng: vùng hơi lạ nh (t0 - O), vùng cự thuận (O -

O1) và vùng hơi nóng (O1 - T)

- Vùng hơi lạ nh (t0 - O): côn trùng vẫn có khả năng sinh trưởng nhưng bất dục, thời gia n phát dục kéo dài do phản ứng trao đổi chất xảy ra với tốc độ chậm, chiều dài cơ thể đạt giá trị cao nhất

- Vùng cực thuậ n (O - O1): nhiệt độ càng tăng thì tốc độ phát dục và độ mắn đẻ càng tăng và đạt giá trị lớn nhất ở điể m cực thuận O1, chiề u dài cơ thể không đổi

- Vùng hơi nóng (O1 – T) : nhiệt độ càng tăng thì tốc độ phát dục, độ mắn đẻ và chiề u dài cơ thể giảm

* Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ phát triển của côn trùng

- Trong giới hạn nhiệt độ nhất định (khoảng nhiệt độ côn trùng hoạt động) nếu nhiệt

độ càng cao thì tốc độ phát dục càng lớn, thời gia n phát dục rút ngắ n

- Để hoàn thành một gia i đoạn phát dục mỗi loài côn trùng đòi hỏi phả i có một tổng nhiệt lượng nhất định gọ i là tổng tích ôn hữu hiệu (K) Tổng tích ôn hữu hiệ u (K) là một hằng số đối với loà i côn trùng và từng pha phát dục

Trong đó: Xn là số ngà y phát dục của một gia i đoạn, Tn là nhiệt độ môi trường, t0

- Số lứa sâu lý thuyết: dựa vào tổng tích ôn hữu hiệu có thể tính được số lứa sâu lý thuyết (số thế hệ côn trùng có thể xuất hiện trong nă m) của một loà i côn trùng tại một địa phương Nếu C là tổng tíc h ôn hữu hiệ u của một loài côn trùng trong một

nă m thì:

C = 31 (Tn1 – t0) + 28 (Tn2 - t0) + 3 1 (Tn12 - t0) (6.4)

*Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quy luật phát sinh của côn trùng

Kết quả điều tra nhiều vụ, nhiều nă m cho thấ y rằng tình hình phát sinh, phát triển của mỗ i loài côn trùng đều tuân theo quy luật nhất định Đây là kết quả của mối quan

hệ ràng buộc giữa nhu cầu nhất định về nhiệt độ của mỗ i loà i côn trùng và sự diễn biến có tính quy luật của khí hậ u thời tiết hà ng nă m của địa phương

* Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quy luật phân bố của côn trùng

Mỗi loài côn trùng yê u cầu một phạ m vi nhiệt độ nhất định để sinh sống Nếu tổng tích ôn hữu hiệ u K của một loài lớn hơn tổng nhiệt của địa phương thì loài đó không phát triển được ở địa phương đó Vì vậy, ở các vùng địa lý khác nhau thì sự phân bố côn trùng rất khác nhau

* Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sinh sản của côn trùng

Sức sinh sản và nhịp điệu sinh sản của côn trùng phụ thuộc chặt chẽ vào nhiệt độ

mô i trường Sự giao phối, đẻ trứng chỉ thực hiệ n trong một giới hạn nhiệt độ nhất định và đạt tối đa ở điể m cực thuận (O1) Ở vùng hơi lạnh hoặc hơi nóng thì côn trùng sinh trưởng bình thường nhưng thường bất dục

Sự dao động nhiệt độ ngày đêm cũng ảnh hưởng đến sinh sản của côn trùng

* Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tập tính của côn trùng

Côn trùng chỉ hoạt động và hoạt động mạ nh trong phạ m vi nhiệt độ nhất định Vì vậy nhiệt độ môi trường ảnh hường đến tập tính cua côn trùng Trong các tập tính như tập tính kiế m ăn, tìm đôi giao phố i, tìm nơi đẻ trứng, trốn tránh kẻ thù, di chuyển, phát tán thì nhiệt độ ảnh hưởng lớn nhất đến tập tính tìm kiế m thức ăn

5.5.1.2 Ảnh hưởng của ẩm độ và lượng mưa đế n côn trùng

- Cơ thể côn trùng chứa một lượng nước lớn Nước trong cơ thể côn trùng có ý nghĩa quan trọng đến hoạt động sống, là dung mô i cần thiết cho quá trình tiêu hóa và bài tiết, điề u hòa áp suất thẩ m thấu, điều hòa thân nhiệt

- Lượng nước trong cơ thể côn trùng dễ biến động do ẩm độ môi trường Mỗi loài côn trùng đều có một giới hạ n ẩm độ thíc h hợp

- Nhìn chung côn trùng thích ẩm độ tương đối của không khí lớn hơn 80% Tuy nhiê n trong từng pha phát triển của một loài thì thíc h hợp ở ẩ m độ nhất định và có một điể m cực thuận (% lượng nước trong cơ thể đả m bảo điều kiện tốt nhất cho sự trao đổi chất) Khi ẩ m độ dao động ngoài phạ m vi cực thuậ n thì đều là m giảm sức sống của côn trùng, và côn trùng có thề bị chết Một số loài côn trùng có khả năng chống chịu với độ ẩ m bất thuận bằng cách ngừng phát dục

- Ẩm độ mô i trường ảnh hưởng đến tập tính và hoạt tính của côn trùng: ẩm độ ảnh hưởng đến sự phân bố nơi ở, bộ phận bị hại

- Lượng mưa và độ ẩ m ảnh hưởng đến tốc độ chết, độ mắn đẻ, thời gian phát triển cá thể, các hoạt tính, sự phân bố theo sinh cảnh, sự hình thành quần thể côn trùng, sự phân bố địa lý, nơi ở…

- Lượng mưa quyết định độ ẩm khô ng khí và ẩ m độ đất Ngoài ra mưa còn gây tác nhâ n cơ giới có thể là m cho côn trùng chết (ví dụ: mưa là m trôi rệp ), mưa ngăn cản hiệ n tượng phát tán lây la n và sinh sản của côn trùng

- Ngoài ra ẩm độ và lượng mưa còn có tác động gián tiếp đến côn trùng vì ảnh hưởng đến sự phát triển của nấm và vi khuẩn gâ y bệnh côn trùng, thúc đẫy hoặc kìm hã m sự phát triển của vật ký sinh, ăn thịt côn trùng Côn trùng có thể bị bệnh hoặc bị chết khi lượng nước trong cây thức ăn không phù hợp Trong khi đó lượng nước trong cây phụ thuộc chặt chẽ vào lượng mưa, ẩm độ không khí và ẩ m độ đất

- Sự tác động của ẩm độ đến côn trùng có liên quan chặt chẽ đến các nhân tố khác, đặc biệt là nhiệt độ

* Để nghiên cứu ảnh hưởng phối hợp của nhiệt độ v à ẩm độ đến số lượng và sự phân

bố địa lý của côn trùng thì dùng phương pháp Thủy nhiệt độ (k hí hậu đồ)

+ Cách lập khí hậu đồ: Trục tung ghi các chỉ số trung bình của nhiệt độ trong các