Tiểu luận_Sự sinh sản của côn trùng

HỆ SINH DỤC: Sự sinh sản ở các loài động vật thuộc lớp côn trùng gần như luôn luôn hữu tính, mặc dù hiện tượng đơn tính cũng thường gặp ở một số loại côn trùng khi không có sự hiện diện

A. MỞ ĐẦU

Côn trùng chiếm một vị trí quan trọng số một trong đa dạng sinh học và cân bằng của mỗi hệ sinh thái Côn trùng là lớp động vật nhiều loài nhất, côn trùng

có số loài và số cá thể từng loài nhiều, phân bố rộng Cơ thể côn trùng nhỏ bé khiến cho chúng có thể có thể ẩn náu mọi nơi, với một số loại thức ăn ít ỏi cũng

đủ để hoàn thành một thế hệ và sinh ra các thế hệ sau

Côn trùng có sức sinh sản lớn, sinh sản bằng nhiều hình thức và vòng đời ngắn nên sức tăng mật độ cao Côn trùng có sức sống và khả năng thích nghi cao với những biến đổi của điều kiện ngoại cảnh, khiến chúng vượt xa các nhóm khác trong giới động vật về tính đa dạng

Côn trùng trong cuộc sống quanh ta đã làm thế nào để tạo ra một cá thể mới hay nói cách khác là chúng đã sinh sản thế nào?

Trong điều kiện giới hạn cho phép, tôi chỉ có thể nghiên cứu một cách tổng

quan về một phần nhỏ của thế giới động vật Đó là “Sự sinh sản côn trùng”

Thiết nghĩ, đây là một quá trình quan trọng trong cuộc sống của từng loài nhằm duy trì nòi giống, tạo nên sự cân bằng sinh thái

Những kiến thức mà tôi tìm hiểu được sẽ góp phần mở rộng thêm kiến thức trong quá trình giảng dạy cho các em ở lớp học Giúp các em hiểu được thế giới côn trùng cũng đa dạng không kém gì những loài động vật to lớn mà các em đã được biết

B NỘI DUNG

I ĐẶC ĐIỂM CHUNG

+ Khái niệm:

Côn trùng thuộc ngành chân khớp gồm các chân khớp sống ở nước ngọt và trên cạn, có một đôi râu, có đầu, ngực và bụng phân hoá rõ ràng, ba đôi chân Côn trùng là nhóm thành đạt nhất của ngành Chân Khớp bởi vì nhiều loài trong chúng thích nghi rất cao với đời sống trên cạn

Côn trùng là lớp động vật phong phú về nhiều mặt

+ Về số lượng:

Cho đến thời điểm hiện nay, các nhà sinh học đã biết được hơn 1 triệu

200 nghìn loài động vật, trong số đó côn trùng đã chiếm hơn 1 triệu loài và các loài côn trùng đã chiếm hơn 1/2 tổng số các loài sinh vật cư trú trên hành tinh chúng ta Tuy vậy còn rất nhiều loài côn trùng mà chúng ta chưa biết đến

Ong-côn trùng thụ phấn cho hoa

thập được các loài bọ xít; máy bay bay cao 4.600 mét vẫn thấy có nhiều loài côn trùng Sâu non ve sầu có thể sống ở dưới đất sâu đến 2 mét, mối đào hổ sâu đến 36m Trong mạch nước nóng 70 – 800C vẫn thấy có côn trùng Thậm chí trong những hố nước mắm mặn như vậy vẫn có những cá thể Dòi sinh sống và phát triển một cách bình thường

Côn trùng ngụy trang giống với lá cây

+ Về mật độ:

Theo nhiều tài liệu đã báo cáo cho thấy bình quân 250 triệu cá thể côn

Muỗi-loài côn trùng có vùng phân bố rộng

+ Về kích thước:

Kích thước của côn trùng cũng biến đổi nhiều Người ta đã tìm thấy một loài ong ký sinh thuộc họ Mymaridae thân dài 0,21mm, có thể coi là loài côn trùng nhỏ nhất Trong khi đó người ta đã tìm thấy một loài bướm (Thysania agrippina) ở Nam Mỹ dài xấp xỉ 0,3 mét hay một loài chuồn chuồn thấy trong hoá thạch chiều dài sải cánh khoảng 0,5 - 0,7 mét Nếu so sánh loài có kích thước lớn nhất với loài có kích thước nhỏ nhất nó gấp từ 1.500 - 2.500 lần; Trong khi đó ở lớp Thú - Mammalia loài Cá voi (Balaenoptera musculus) dài 30m có thể coi là loài lớn nhất và loài có vú nhỏ nhất tìm thấy ở Italia là loài chuột chỉ dài có 3,6cm, như vậy chỉ gấp 836 lần

+ Phân loại :

• Phân lớp : Không cánh Apterygota Gồm các côn trùng không có cánh

• Phân lớp : Có cánh Pterygota Gồm các côn trùng có cánh

Vòng đời không có giai đoạn nhộng, các giai đoạn sâu non giống với con trưởng thành, cánh phát triển phía bên ngoài

 Nhóm: Biến thái hoàn toàn (Cánh trong Endopterygoda)

Vòng đời qua giai đoạn nhộng, các giai đoạn sâu non không giống với con trưởng thành, cánh phát triển bên trong

II HỆ SINH DỤC:

Sự sinh sản ở các loài động vật thuộc lớp côn trùng gần như luôn luôn hữu tính, mặc dù hiện tượng đơn tính cũng thường gặp ở một số loại côn trùng khi không có sự hiện diện của con đực hoặc số lượng tinh trùng không đủ để thụ tinh trứng

Hầu hết côn trùng có giới tính riêng biệt, thường con đực và con cái có thể khác nhau về kích thước, màu sắc hoặc một số cấu tạo trên cơ thể

Đặc điểm cơ bản của côn trùng cũng là loài mắn đẻ nhất thế giới: Một con sâu xám đẻ từ 1.500 - 2.000 trứng; một con ong chúa đẻ tới 2.000 trứng một ngày; một đời con mối chúa có thể đẻ đến vài trăm triệu chứng

Ví dụ: một cặp ruồi nhà (Musca domestica L.) trong mùa sinh sản từ tháng 2 đến tháng 7 có thể sinh ra 6 lứa Mỗi ruồi cái trung bình đẻ 120 trứng và cho rằng tỷ lệ cái đực là 1:1 Trong điều kiện thuận lợi; không chết con nào thì

trong mùa sinh sản chúng đã sinh ra tới 93 tỉ con và sau một năm mặt đất sẽ có một lớp ruồi dầy tới nửa mét

Râu của muỗi ở con đực thường có dạng lông chim, ở con cái có hình sơị chỉ

Bọ cánh cứng đực có sừng – Bọ cánh cứng cái không có sừng

Nói chung đa số côn trùng không có sự khác biệt rõ rệt về hình thái bên ngoài giữa con đực và con cái Vì vậy để phân biệt chính xác, cần quan sát hệ sinh dục

Mặc dù đực và cái khác nhau, nhưng cấu tạo cơ bản gần như tương tự: cả đực và cái đều có một đôi tuyến sinh dục, một đôi ống dẫn, một ống phóng, tuyến phụ và các phần phụ sinh dục Tuyến sinh dục thuộc loại tuyến ống Một

số loài nguyên thủy thuộc bộ phù du có hai lỗ sinh dục Đa số côn trùng chỉ có một lỗ sinh dục nằm ở dưới đốt bụng thứ 9 hoặc đốt thứ 8 nếu là con cái

1 Bộ phận sinh dục cái :

Gồm một đôi noãn sào, mỗi noãn sào do nhiều ống trứng hợp thành, mỗi noãn sào có thể chỉ có một hoặc nhiều ống trứng (có thể đến 2500 ống trứng) nhưng thường có từ 4 - 8 cái Phần trên của các ống trứng kéo dài lên phía trên

và hợp thành sợi ngọn bám dính vào vách da cơ thể hoặc vào vách ngăn lưng,

và phần dưới kéo dài đến ống dẫn trứng Trứng được sản sinh từ phần trên của ống trứng, ngay dưới sợi ngọn và phát triển hoàn toàn trong quá trình di chuyển

về phía ống dẫn trứng

Ở nhiều loài côn trùng, gần như tất cả các trứng đã phát triển hoàn toàn trước khi được đẻ ra ngoài Hai ống dẫn trứng thường phối hợp lại sau đó thành ống phóng trứng nối liền ngay với xoang sinh dục Phối hợp với xoang sinh dục còn có một số bộ phận khác như túi trữ tinh và các tuyến phụ Túi trữ tinh là nơi cất trữ tinh trùng, túi này có tuyến riêng tiết ra chất cần thiết để duy trì sức sống cho tinh trùng Tuyến phụ tiết ra chất dính để bao các khối trứng, tạo thành một lớp vỏ bảo vệ bên ngoài hoặc đẻ giúp trứng bám vào các vị trí nơi trứng được đẻ ra

Bộ phận sinh dục cái.

a: Sợi ngọn; b: noãn sào; c: tuyến túi trữ tinh; d: túi trữ tinh; e: tuyến phụ f: ống phóng trứng; g: ống dẫn trứng; h: lỗ sinh dục; i: xoang sinh dục

2 Bộ phận sinh dục đực:

Gồm một đôi tuyến tinh hoàn hay dịch hoàn, một đôi ống dẫn tinh, một ống phóng tinh, tuyến phụ sinh dục Mỗi tinh hoàn do nhiều ống tinh hợp thành Tinh hoàn thường có hình cầu, hình trứng hay quả thận Tinh hoàn tạo ra các tinh trùng Tinh trùng di chuyển trong tinh dịch do tuyến phụ tiết ra Một đôi khi ống dẫn tinh lại có bộ phận phình to là túi chứa tinh, là nơi tích trữ tinh trùng Hai ống dẫn tinh hợp lại thành ống phóng tinh Có hệ cơ vòng hoạt động làm cho ống phóng tinh có thể co lại và tinh trùng từ bộ phận giao cấu được phóng ra Tinh dịch là một loại dịch giúp tinh trùng di chuyển nhưng tinh dịch cũng tạo thành một cái bao cứng bao bọc tinh trùng, đó là tinh cầu (spermatophore)

Ở một số ít loài côn trùng, hai ống dẫn không phối hợp thành ống phóng duy nhất mà cùng đưa thẳng ra ngoài

Tùy theo loài mà hình dạng cũng như số lượng của các ống trứng, cách hấp thu các chất dinh dưỡng để phát dục của trứng, dạng của các ống phóng, số

lượng và đặc điểm của các tuyến phụ cũng như dạng của các túi giữ tinh cũng khác nhau Thường người ta cũng sử dụng các đặc điểm của túi giữ tinh trong công tác phân loại

Bộ phận sinh dục đực.

a: tinh hoàn; b: ống dẫn tinh; c: túi chứa tinh; d: tuyến phụ; e: ống phóng; f: thành dương cụ; g: lỗ sinh dục

III TRỨNG VÀ CÁC PHƯƠNG THỨC SINH SẢN

1 Trứng

a - Cấu tạo

Trứng là một tế bào lớn, phía ngoài có vỏ trứng Vỏ trứng cấu tạo bởi

protein và sáp, tương đối cứng Độ cứng khác nhau tùy loại côn trùng Bề mặt của vỏ trứng có nhiều dạng vân và màu sắc khác nhau Phía trong vỏ trứng có một màng rất mỏng gọi là màng lòng đỏ trứng Màng nầy bao bọc lấy nhân

ở chính giữa, sau khi thụ tinh thành hợp tử và phân chia thành nhiều hạch bào tử thì di chuyển ra phía ngoài Trên vỏ trứng thường có lỗ thụ tinh, gồm một lỗ thật nhỏ hoặc một nhóm lỗ nhỏ để tinh trùng đi vào trứng

Cấu tạo vỏ trứng

b- Kích thước và hình dạng của trứng

Trứng thường có kích thước khác nhau tùy loại côn trùng, từ nhỏ hơn 1

mm (trứng các loài ong ký sinh) đến hàng chục mm (trứng của sạt sành) Hình dạng trứng cũng rất khác biệt tùy loại côn trùng, phần lớn trứng có hình tròn, bánh bao, bầu dục (bướm, ngài), hình trống (bọ xít), hình dưa chuột (rầy), có cuống như trứng của chrysopa (bộ Neuroptera)

c - Vị trí đẻ trứng

Phần lớn trứng được đẻ ở những nơi mà trứng và ấu trùng nở ra từ trứng có thể được bảo vệ và có điều kịện thích hợp cho sự phát triển Trứng của côn trùng có thể được đẻ lộ thiên (bướm, bọ xít, ), rải rác từng trứng một hoặc đẻ

thành từng ổ hoặc từng bọc (dán, ngựa trời) Ở các loại ngài (Lepidoptera), các

ổ trứng thường che kín bởi những lớp lông nhỏ từ mình của côn trùng (sâu ăn tạp, sâu đục thân lúa hai chấm, ) Có nhiều loài đẻ trứng trong đất, một số loài

đẻ trứng trong mô cây (rầy nâu, rầy lưng trắng)

Đối với các loài ăn thực vật, trứng thường đươc đẻ trên cây nơi ấu trùng sẽ sinh sống sau nầy Đối với những loài có giai đoạn ấu trùng sống trong nước, trứng thường được đẻ vào (trên) những vật, cây hiện diện trong nước Côn trùng

ký sinh thường đẻ trứng trên hoặc trong cơ thể con ký chủ

Các dạng trứng của côn trùng

A: ngài Spodoptera frugipada ; B: sâu cuốn lá Desmia furenalis; C: sâu rễ bắp Diabrotica Undecimpunctata; D: ruồi Gasterophilus intestinalis; E: cào cào Decanthus fultoni; F: muỗi Anopheles; G: ruồi bắp Hylemya platura; H: muỗi

Culex; I: chrysopa ( Neroptera); J: ngài Alsophila pometaria

(Geometridae)

Bọ xít và trứng bọ xít (Pentatomidae)

Trứng và vị trí đẻ trứng của một số loại côn trùng gây hại trên lúa.

A: bọ xít Leptocorisa (Alydidae); B: rầy lưng trắng Sogatella furcifera ;

2 Các phương thức sinh sản của côn trùng

a - Sinh sản hữu tính

Đây là phương thức sinh sản thông thường và rất phổ biến ở côn trùng Con đực và con cái giao phối, tạo ra trứng đã thụ tinh và trứng có thụ tinh mới hình thành được một cá thể mới

Bọ và ong bắp cày giao phối

b - Sinh sản đơn tính

Đây là kiểu sinh sản mà con cái không cần thụ tinh nhưng vẫn có thể phát dục, sinh sản và đẻ ra những cá thể mới

Ví dụ: Các nhà khoa học thuộc Đại học North Carolina cùng ba trường đại học khác tại Nhật Bản lần đầu tiên chứng minh được rằng mối chúa có thể sinh sản theo cả hai hình thức hữu tính và vô tính Những con mối được sinh sản vô tính hếu hết đều sẽ trở thành kẻ nối nghiệp – gọi là “mối chúa thứ cấp” – sống trong tổ mối và giao phối với mối đực Dòng mối con vô tính được sinh ra với số lượng lớn này không mang những nguy cơ bẩm sinh bởi mối chúa thứ cấp không có chứa gen nào giống với mối vua

c - Sinh sản hữu tính và đơn tính

Có nhiều loại côn trùng có thể vừa sinh sản hữu tính, vừa sinh sản đơn tính

Ví dụ : ở loại rầy mềm (Aphididae), phương pháp sinh sản đơn tính và hữu tính xen kẻ nhau có tính chất chu kỳ, thường thì rầy mềm sau một số lần sinh sản đơn tính thì xen vào một lần hữu tính, tuy nhiên cũng có loài, cứ một lần hữu tính lại một lần đơn tính

Ở các loại tằm, trứng chưa thụ tinh vẫn có thể phát dục để cho ra những

cá thể mới Đối với các loại ong, kiến sống có tính quần tụ xã hội: ong chúa, kiến chúa sau khi giao phối cũng có thể đẻ ra những trứng không thụ tinh, những trứng này sẽ nở thành con đực, trứng được thụ tinh sẽ nở thành con cái

d - Sinh sản nhiều phôi

Là phương thức sinh sản từ một trứng có thể phát dục tạo thành hai hoặc nhiều cá thể mới

Phương thức sinh sản nầy thường gặp ở các loài ong ký sinh như họ ong nhỏ (Chalcididae), họ ong nhỏ không mạch cánh (Proctotrupidae), họ ong kén nhỏ (Braconidae), họ ong cự (Ichneumonida) thuộc bộ Cánh màng

(Hymenoptera) Số lượng cá thể sinh sản từ một trứng khác nhau tùy theo loài, một vài loại ong thuộc họ Encyrtidae, từ một trứng có thể sản sinh trên 1000 cá thể

e - Hiện tượng thai sinh

Đa số côn trùng đẻ trứng nhưng cũng có môt số loài đẻ con Hiện tượng nầy thường gặp ở họ rầy mềm (Aphididae), họ ruồi ký sinh (Tachinidae), họ

(Cecidomiidae), muỗi Chỉ hồng (Chironomidae) thuộc bộ Hai cánh và họ Micromal thidae thuộc bộ Cánh cứng (Coleoptera) Buồng trứng ở thời kỳ sâu non đã chín và trứng không cần qua thụ tinh vẫn có thể phát dục thành ấu trùng

Ấu trùng phát dục trong cơ thể ấu trùng mẹ Sau khi hoàn thành giai đoạn phát dục, ấu trùng chui ra khỏi cơ thể của ấu trùng mẹ và tiếp thụ phương thức sinh sản của ấu trùng mẹ Phương thức sinh sản vào thời kỳ ấu trùng và sinh sản hữu tính được tiến hành xen kẽ nhau, qua một số lần sinh sản vào thời kỳ sâu non không có giai đoạn nhộng thì xuất hiện một số thế hệ mới xuất hiện nhộng Nhộng có thể cho ra cá thể đực hoặc cá thể cái, các cá thể nầy sẽ giao phối và cho

ra các cá thể mới

Ngoài một số phương thức sinh sản như ở trên, ở loài rệp sáp bông

Icerya purchaci lại có kiểu sinh sản đực cái cùng cơ thể (hermaphroditic) Ở loài

nầy, hầu hết các cá thể côn trùng đều có tính đực, cái trên cùng cơ thể Trong tuyến sinh dục của con cái có cả trứng và tinh trùng Một phần tế bào sinh dục ở mặt ngoài của tuyến sinh dục phát dục thành trứng, còn tế bào sinh dục ở mặt trong phát dục thành tinh trùng Sự thụ tinh đều do trứng và tinh trùng trên cùng

cơ thể đó tiến hành với nhau, trường hợp ngẫu nhiên cũng có thể có một số ít tế bào trứng không qua thụ tinh mà phát triển thành cá thể tính đực Cá thể tính đực nầy có thể tiến hành giao phối với cá thể đực cái trên cùng cơ thể Giữa các cá thể đực, cái cùng cơ thể không thể giao phối nhau

3 Hiện tượng trứng nở

Sau khi hoàn thành giai đoạn phát dục phôi thai, ấu trùng phá vở vỏ trứng chui ra ngoài, đó là hiện tượng trứng nở Trứng của côn trùng thường có vỏ cứng, ấu trùng phải có những phương thức đặc biệt để phá vở vỏ trứng chui ra ngoài Ấu trùng có miệng nhai thì dùng đôi hàm trên cắn thủng vỏ trứng để chui

ra, những loài khác có thể có cấu tạo dạng gai, dạng lưỡi cưa hoặc dạng túi lồi

có thể phá vở vỏ trứng, ở các loài nầy khi côn trùng chuẩn bị chui ra khỏi vỏ trứng thì đoạn trước của ống tiêu hóa hút toàn bộ dịch dương mạc và không khí

vào, lúc đó nhờ sự vận động của hệ cơ tạo nên một áp lực làm cho vỏ trứng và màng bao bị rách, nhờ sức ép của phần đầu cùng các cấu tạo nói trên để phá vở

vỏ trứng

Ở một số loài châu chấu, sau khi phát dục phôi thai, túi lồi ở cổ hút đầy máu phình to lên tạo thành sức ép để phá vở trứng và bọc trứng để chui ra Một số loài bọ xít trứng thường có nắp, chỉ cần sự co dãn của cơ tạo nên sức ép làm bật nắp trứng để sâu chui ra Một số loài dòi ruồi dùng móc miệng để chọc rách màng lòng đỏ là có thể ra khỏi trứng