Экология насекомых.

Предмет и содержание экологии. Жизнь насекомых тесно связана с окружающей средой. В процессе эволюции под влиянием окружающей среды у насекомых вырабатывались приспособления к определенным условиям жизни и складывались разнообразные взаимоотношения с другими организмами. Изучением этих взаимоотношений на разных уровнях организации живых систем занимается экология насекомых.

Научные истоки экологии ведут свое начало с середины XIX в., хо­тя отдельные экологические представления возникали задолго до этого. Но в сущности лишь XX в. является веком бурного развития экологи­ческих идей и окончательного оформления экологии в самостоятельную биологическую научную дисциплину со своими методами исследования, с обширными научными задачами и тесной связью с практикой.

Помимо того, экологические идеи пронизывают многие другие биоло­гические и прикладные энтомологические дисциплины, в том числе общую энтомологию, сельскохозяйственную, лесную, медицинскую и ветеринарную энтомоло­гию, паразитологию, зоогеографию, гидробиологию, охотничье-промысловое дело, науку о рыбном хозяйстве и пр.

Применительно к общей энтомологии и прикладным энтомологиче­ским дисциплинам изучение экологии отдельных видов насекомых со­ставляет важнейшую часть научных исследований. Без проведения таких исследований невозможно решение ряда теоретических и практических задач, в частности, немыслима разработка методов борьбы с вредными видами и методов прогноза их массовых размножений.

Но виды в реальной природе существуют в виде популяций – естест­венных совокупностей особей одного вида. Поэтому изучение экологии вида должно осуществляться на двух уровнях – вначале путем изучения экологии отдельных особей, затем путем изучения экологии популяций. Так возникает разделение экологии на аутэкологию, с одной стороны, т.е. экологию особи или индивидуума, и популяционную экологию – с другой.

Высшей формой жизни являются экологические системы видов, т.е. совокупная жизнь всех организмов и всех видов. Эти виды, населяя ту или иную территорию, связаны между собой и с местообитанием, образуют особые группировки организмов – их сообщества, или биоценозы. Воз­никает третий уровень экологического изучения организмов – экология сообществ, или биоценология. Этот биоценотический подход к изучению экологии организмов, в сущности, обеспечивает наиболее глубокое и пол­ное познание в целом живого покрова нашей планеты — как высшего проявления жизни на Земле.

Факторы среды. Организмы существуют в трех первичных средах обитания – воздухе, воде и почве. Эта внешняя среда непрерывно взаимодействует с организмами, создает для них те или иные условия жизни и слагается из отдельных экологических факторов.

Все разнообразие этих факторов среды может быть сведено к следующим четырем категориям:

1. Абиотические, или неорганические, факторы: воздействие на ор­ганизм климатических условий (тепла, влажности, света и пр.), а также таких факторов, как сила тяготения, состав и свойства атмосферы, ра­диоактивность, рельеф поверхности и пр.

2. Гидро-эдафические, или водно-почвенные, факторы: воздействие воды и почвы как особых сред обитания организмов. Применительно к экологии насекомых эта категория факторов, особенно почвенные фак­торы, имеет очень важное значение.

3. Биотические, или органические, факторы: воздействие на орга­низмы живых сил природы, взаимоотношения между организмами на основе питания, внутривидовые отношения и пр.

4. Антропические, или антропогенные, факторы: воздействие на природу и организм дея­тельности человека – освоение земель под посевы и посадки культурных растений, вырубка лесов, строительство гидросооружений, пассивный и активный завоз различных иноземных животных и растений, борьба с вредителями и пр.

Первые три категории факторов являются первичными, или природ­ными. Они существовали в природе еще до появления человека. Что ка­сается антропических факторов, то они представляют собой категорию вторичных факторов, возникших как качественно новое явление в жиз­ни нашей планеты.

Однако эта классификация экологических факторов составляет лишь первую ступень в понимании взаимоотношений организмов со средой и не вскрывает всей сущности этих взаимоотношений. Прежде всего, ука­занное деление среды не учитывает ее изменчивости. Помимо того, эко­логические факторы действуют на организм по-разному – одна часть этих факторов создает для них необходимые условия существования, а другая часть не является необходимой для организмов. Следовательно, при анализе экологических факторов надо учитывать их необходимость, изменчивость и наличие приспособительных реакций у подвергающегося воздействию организма.

Одна из попыток учесть эти обстоятельства была сделана А.С. Мончадским, предложившим свою систему классификации экологических факторов. Всю совокупность последних он подразделил на две основные группы – факторы, изменяющиеся закономерно периодически и факто­ры, изменяющиеся без закономерной периодичности.

К группе закономерно изменяющихся факторов отнесены суточные и сезонные воздействия света, тепла, влаги, растительной пищи, а также взаимодействия особей одного и того же вида между собой. В целом это главным образом абиотические, гидро-эдафические и частью биоти­ческие факторы. Их воздействие вызывает у организмов приспособи­тельные реакции, нередко совершенные.

К числу факторов, изменяющихся без закономерной периодич­ности, отнесены такие воздействия, как влияние естествен­ных врагов – паразитов, хищников и возбудителей болезней, а также деятельнсть человека. Следовательно, это в основном биотические и антропические факторы. Вследствие слабой приспособленности к воз­действию этих факторов или полного ее отсутствия роль их может силь­но сказываться на условиях существования организмов и динамике их численности.

Экологические свойства видов. Виды по своим требованиям к среде неодинаковы и часто резко различаются друг от друга. Одни из них, например, более требовательны к теплу, т.е. являются теплолюба­ми, или термофилами, другие же относятся к холодолюбам, или криофилам; различают также влаголюбов – гигрофилов и сухолюбов – ксерофилов, обитателей растительного покрова – фитофилов и обитателей по­верхности или толщи почвы – геофилов и т. д. Равным образом одни виды избирают для жизни только целинные земли, тогда как другие могут заселять и распаханные участки и пр. Этот выбор условий жизни определяется наследственными качествами вида, выработавшимися в процессе его эволюции, и составляет одно из важнейших свойств вида. Такое избирательное отношение вида к экологическим условиям обозна­чается понятием требования вида. Последние являются таким же непременным свойством вида, как его морфологические и физиологиче­ские особенности.

Помимо того, виды различаются между собой неодинаковой широтой требований к факторам среды и неодинаковой терпимостью к их измен­чивости. Некоторые виды способны переносить довольно широкий диапа­зон изменения того или иного условия среды, другие же, наоборот, про­являют очень строгую избирательность, могут нормально существовать только в строго определенном узком его диапазоне.

Например, многие саранчовые и ряд других насекомых отличаются своей многоядностью, т.е. могут питаться разнообразными растениями, относящимися к разным ботаническим семействам. С другой стороны, такие виды, как гороховая зерновка или виноградная филлоксера, прояв­ляют строгую избирательность к кормовому растению: первая может жить и развиваться только на горохе, а вторая – только на виноград­ной лозе. Эта различная широта требований вида к факторам среды обо­значается понятием экологическая пластичность, или экологическая ва­лентность вида.

В связи с этим, различают экологически пластичные, т.е. бо­лее выносливые или эврибионтные виды, и экологически непластичные, т.е. маловыносливые или стенобионтные виды. Если же подразумевается какой-ли­бо определенный экологический фактор, например, тепло, влажность среды, пища, местообитание и пр., то в зависимости от пластичности ви­да говорят об эвритермных и стенотермных, эвригигробионтных и стеногигробионтных, эврифагных и стенофагных, эвритопных и стенотопных видах и пр.

В целом специфичность требований к факторам среды и экологиче­ская пластичность вида составляют его характерные черты и образуют его экологические параметры. Последние являются очень важными показа­телями свойств вида, его наследственных качеств и в целом составляют его экологический стандарт.

Проявляя избирательность по отношению к факторам среды, орга­низмы тем самым как бы подчеркивают неравноценность этих факторов в создании благополучных условий жизни видов. Одни из этих факторов среды в процессе эволюции стали жизненно необходимыми – это соответ­ствующие источники пищи, определенные показатели тепла, влажности, среды и пр. – такие факторы среды нередко обозначают понятием условия существования. Другие факторы могут не играть заметной положительной роли в жизни вида, будучи для него, безразличными, или даже отрицательными. Например, присутствие неподходящих кормовых ресурсов, неблагоприятных местообитаний, различных естественных врагов – паразитов и хищников и т.д.

Таким образом, разнообразие и изменчивость факторов среды в реальной природе составляет лишь одну сторону тех сложных взаимоот­ношений, которые возникают у организма со средой. Другой не менее важной стороной является специфика избирательности по отношению к факторам среды, т.е. экологический стандарт вида. Взаимодействие этих, двух сторон приобретает характер сложного и богатого содержанием явления, без вскрытия которого невозможно глубокое изучение экологии вида и экологии сообществ видов.

Важнейшие задачи экологии. Вследствие изменчивости экологических факторов взаимодействие организмов со средой приобретает дина­мический характер. Важнейшим и непосредственным результатом воз­действия изменяющихся факторов среды является изменение численно­сти особей вида, фауны и группировок организмов, или биоценозов, происходящее во времени и пространстве. Показателем изменения чис­ленности особей у насекомых во времени являются массовые появления вредных видов в те или иные годы, например, хлебных клопов-черепашек, саранчи, лугового мотылька и др. Примерами изменения численности особей в пространстве могут служить изменение границ распространения колорадского жука, залет стай саранчи и пр.

Это изменение численности особей того или иного вида осуществля­ется в природе двумя экологическими механизмами: воздействием среды на плодовитость особей вида и воздействием на их выживаемость. Бла­годаря этим механизмам происходит либо возрастание, либо уменьше­ние численности особей вида в природе. Другими словами, через измене­ние плодовитости и выживаемости численность особей вида находится в динамическом, т.е. изменчивом состоянии. Такое изменение численно­сти особей вида во времени и пространстве нередко обозначается поня­тием популяционная динамика вида.

Наиболее заметно изменения фауны и биоценозов происходят под воздействием деятельности человека, т.е. антропических факторов – распашки целинных земель, вырубки леса, завоза полезных или проникновения вредных видов и т.д.

Существенную сторону экологии составляет также изучение приспо­соблений видов к среде, обеспечивающие им через разносторонние свя­зи со средой успешное развитие и существование. Эти приспособления могут проявляться в особенностях морфологии, физиологии и биологии вида.

Наконец, деятельность самих организмов и создаваемая ими органическая продукция оказывают огромное влияние не только на другие организмы, но и на среду жизни в целом – воздух, воду и почву.

Сказанным выше определяются роль и значение экологии в изучении организмов и ее научные задачи. Эти задачи могут быть сведены к трем основным положениям: 1) изучение уровня численности особей в попу­ляциях и обеспечивающих его видовых приспособительных особенностей; 2) изучение закономерностей формирования и динамики биоценозов, их биологической продуктивности; 3) изучение характера воздействия и ро­ли отдельных видов и их совокупностей в круговороте веществ и энергии в биосфере.

Применительно к общей энтомологии и к прикладным энтомологиче­ским дисциплинам эти задачи имеют более узкий характер. Первона­чальным этапом должно быть изучение действия экологических факто­ров на виды и сообщества насекомых с познанием закономерностей ди­намики численности видов и их состава. При решении практических задач возникает необходимость в переходе к заключительному этапу: познанию и разработке путей активного изменения условий существова­ния вредных и полезных видов – для экологического подавления первых и создания благоприятных условий для вторых. Очень важной стороной прикладных экологических исследований является также разработка ме­тодов прогноза возможных изменений численности особей у конкретных вредных или полезных видов, а также изменений в составе этих видов.