Слово диапауза в переводе с греческого языка дословно означает «перерыв, остановка».
Основным признаком наступления физиологического покоя у насекомых и клещей является замедление всех обменных и формообразовательных процессов в организме, благодаря чему обеспечивается устойчивость к неблагоприятным климатическим и погодным условиям. В частности у них происходят заметные изменения в работе нервной и эндокринной систем.
На самом деле впадение в диапаузу гарантирует выживание конкретного вида, поскольку регулирует жизненный цикл, синхронизируя его с периодами доступности кормовой базы. Впадая в это состояние, насекомые и клещи практически не нуждаются в дополнительной энергии, и для обеспечения жизнедеятельности в течение всего неблагоприятного периода используют ранее накопленные ресурсы.
Как проявляется диапауза?
В регионах с явно выраженными изменениями и чередованиями холодного и теплого времен года в зимнюю диапаузу впадает большинство насекомых и растительноядных клещей. Благодаря снижению уровня метаболизма они проявляют повышенную устойчивость к негативному воздействию внешних факторов, среди которых наиболее значимыми являются снижение температуры воздуха, а также изменения в уровне влажности.
И все-таки первым сигналом для подготовки фазы физиологического покоя обычно служит сокращение продолжительности светового дня.
Некоторые представители насекомых способны впадать в диапаузу и при резком повышении температуры воздуха в летний период. Эта особенность часто встречается в условиях субтропических и тропических регионов, для которых характерна сильная засуха.
Например, хлопковые совки, личинки Гессенской мухи и гусеницы Лугового мотылька способны впадать в оцепенение во время наступления засушливого летнего сезона. Такой же особенностью обладает и клещ (лат. Petrobia apicalis), который в прохладное время года обычно производит потомство. С наступлением тепла его эмбрионы впадают в диапаузу, чтобы с первым похолоданием, которое начинается в период сезона дождей, превратиться в личинок.
В природе также встречаются насекомые и клещи, которые обладают способностью впадать состояние физиологического покоя, как в летнее, так и в зимнее время. Например, обыкновенный паутинный клещ (лат. Tetranychus urticae) или хорошо всем известный колорадский жук (лат. Leptinotarsa decemlineata). Кстати, пресловутый картофельный жук имеет 6 (!) различных форм диапаузы, которые отличаются как по глубине, так и по продолжительности периода сна.
Примечательно, что пчелы в длительную диапаузу не впадают, но могут цепенеть на время при температуре окружающей среды от 0 до +6°С, пребывая в таком состоянии около недели. При более низких температурах они обычно погибают.
Виды физиологического покоя
Принято считать, что насекомые с однолетним развитием впадают в обязательную (облигатную) диапаузу, которую также можно наблюдать и у некоторых генераций клещей. При этом период покоя происходит в определенных фазах их жизненного цикла.
Необязательная (факультативная) диапауза присуща клещам и насекомым, которые в течение одного сезона дают несколько поколений потомства. Подготовка к фазе впадения в сон начинается при приближении первой неблагоприятной ситуации.
Энтомологи различают несколько разновидностей диапаузы, которые зависят от жизненного цикла насекомого или клеща.
· Эмбриональная
Данная форма диапаузы характерна для большинства видов клещей, впадающих в физиологическое состояние сна, находясь в фазе яйца. Может наблюдаться у коловраток, тутового шелкопряда и прочих насекомых.
· Личиночная
Личиночную форму диапаузы можно наблюдать, к примеру, у бабочки Боярышницы, которая зимует, находясь на деревьях в стадии гусеницы.
· Куколочная
Данный вид диапаузы можно обнаружить у капустной совки и капустной белянки. Зимуют куколки, либо на деревьях, либо находясь в поверхностном слое грунта.
· Имагинальная
Имагинальную форму диапаузы, при которой физиологическое состояние покоя происходит в стадии взрослого насекомого, можно наблюдать у представителей отряда комаров, божьих коровок или жуков – листоедов (например, у тех же колорадских жуков).
Внешние факторы, вызывающие диапаузу
Как было упомянуто выше основными признаками наступления физиологического покоя у клещей и насекомых является укорачивание продолжительности светового дня и снижение температуры окружающей среды.
Кроме того, на фазу начала диапаузы может оказывать влияние и недостаток кормовой базы или низкое качество корма (например, обеднение листвы растений сахаросодержащими веществами).
Биологи не раз замечали, что после применения гербицидов, которые наносили серьезный ущерб базовой питательной среде отдельных видов клещей, они в срочном порядке приступали к откладке зимних эмбрионов.
Признаки диапаузы
Главными признаками находящегося в диапаузе насекомого или клеща является его неподвижность, замедление метаболизма и снижение уровня потребления кислорода. Например, самка обыкновенного паутинного клеща, находясь в стадии покоя, расходует в пять (!) раз меньше кислорода, чем в период своей активной жизни.
При этом организм большинства насекомых постепенно обезвоживается, чтобы во время сильных морозов замерзшие кристаллики льда не повредили внутриклеточные мембраны.
Некоторые виды могут переносить понижение температуры воздуха до -30°С (например личинки лугового мотылька).
Кроме того, ученые обнаружили, что благоприятной зимовке насекомых способствует свободный глицерин, который образуется во внутренних тканях и препятствует их промерзанию.
Благодаря таким уникальным способностям некоторые виды насекомых могут находиться в состоянии покоя от нескольких месяцев до нескольких лет. Например, личинка кожееда (лат. Trogoderma angustum) способна находиться в диапаузе до 3-х (!) лет.
На протяжении всего периода физиологического покоя и насекомые и клещи расходуют накопленные вещества крайне экономно. Основу их питания в процессе диапаузы составляют липиды и гликоген, которыми насекомые успевают запастись в период активного жизненного цикла.
У некоторых разновидностей период диапаузы может занимать всю долгую зиму, и даже захватывать часть осени и весны.
Обычно для зимнего сна и насекомые и клещи заранее ищут и готовят себе убежище, прячась в трещинах коры, в опавших листьях, под земляными комьями, скрываясь в углублениях почвы.
Продолжительность состояния покоя зависит также от количества запасов накопленных питательных веществ.
Выход из диапаузы
Восстановление обычных темпов метаболизма и возращение насекомых и клещей к активному образу жизни начинается вместе с увеличением продолжительности светового дня.
Выход из диапаузы называется реактивацией. Этот период может занимать достаточно длительный промежуток времени и также как впадение в диапаузу, напрямую связан с внешними климатическими и погодными условиями.
Аграриям следует помнить, что у насекомых в период диапаузы резко возрастает степень устойчивости к воздействию инсектицидов и акарицидов, поэтому применение пестицидов в зимний период неэффективно.
Поділитись в соцмережах:
