Как готовятся к зиме насекомые для детей: Как насекомые готовятся к зиме. Какие насекомые готовятся к зиме. Что делают насекомые зимой

бабочки, осы, жуки и стрекозы

Проходят весна и лето — праздник жизни в средней полосе России. С наступлением осени всё живое подготавливается к зиме. Бабочки забиваются в укромные места — дупла деревьев, под отставшую от стволов кору, на чердаки домов. Но так зимуют не все бабочки. Есть виды, которые могут зимовать в стадии яйца или в стадии гусеницы, а некоторые — в стадии куколки. Те виды бабочек, которые зимуют в стадии яйца, стараются спрятать яйца в такие места, где им было бы комфортней.

Большинство зимующих гусениц зарываются в лесную подстилку или, как и бабочки, забираются в отставшую от стволов деревьев кору, в трухлявые пни и другие места. Многие гусеницы бабочек, зимующие в стадии куколки, зарываются в землю и там окукливаются. А некоторые окукливаются там, где не заметна их камуфляжная окраска.

У представителей отряда перепончатокрылых (ос, шмелей) зимуют оплодотворённые самки, забившись в щели трухлявых пней, под стволы упавших деревьев, именно там их и можно найти зимой.

Личинки жука бронзовки золотистой зимуют в компостных кучах. Перегнивающий компост выделяет тепло, и личинки благополучно доживают до весны. В гниющих древесных опилках проводят зиму личинки жуков-носорогов.

Очень часто в зимнюю оттепель можно встретить представителей отряда двукрылых — снежных комариков. Эти существа появляются в зимнее время, когда нет их врагов — хищных и паразитических насекомых.

Мы знаем, что с наступлением холодов птицы, объединившись в стаи, летят в страны с тёплым климатом. Такие перелёты делают и бабочки. Например, монархи объединяются в стаи и летят зимовать из северных штатов США и Канады во Флориду, в Центральную Америку, на Кубу, Багамские острова. Там они проводят зиму на определённых деревьях, которые сейчас взяты под охрану. Весной бабочки снова отправляются в путешествие, теперь уже на север, где они откладывают яйца, а сами погибают. Остаётся только удивляться, как молодые монархи находят дорогу на зимовку, ведь их родители, прилетевшие с юга, погибли.

С биологическим кружком мы выходили в лес и искали зимующих насекомых. Кого только мы ни находили: и гусениц, и мелких жучков-листоедов, и личинки жуков-усачей, и клопов. Иногда встречали под корой мелких паразитических наездников. Они откладывают яйца на гусениц. Из яйца выходит личинка и питается тканями гусеницы. Вначале съедает жировое тело, затем мышцы и кровеносную систему. Паразит, закончив своё развитие, выходит из оставшейся от гусеницы шкурки и окукливается на ней, или на поверхности земли или зарывшись в почву.

Муха

Зимуют и представители отряда двукрылых — мухи, их часто можно видеть между оконными рамами. Так же зимуют коровки двухточечные. У нас в музее А. С. Пушкина на западе Подмосковья каждый год бывает много этих жучков. В оттепель жучки просыпаются и как радостно видеть их — предвестников весны. Но проснувшимся в зимнюю оттепель насекомым нелегко. Они расходуют энергию, а питаться им нечем. Так что затянувшаяся зимняя оттепель ничего хорошего зимующим насекомым не предвещает.

Жук-плавунец

Многие насекомые и их личинки зимуют в воде. Например, крупные жуки плавунцы окаймлённые. В детстве, катаясь на коньках по первому, ещё тонкому льду, я часто видел, как плавают подо льдом эти жуки. Меня удивляло тогда, как же они дышат. Теперь я знаю, что жуки-плавунцы зимой дышат, собирая пузырьки кислорода, выделяемого водными растениями. Есть и ещё один способ получения кислорода из воды. Между надкрыльями и брюшком у жука-плавунца — полость, туда-то жук и собирает пузырьки кислорода. Но дышать с помощью пузыря жук может лишь при низких температурах, когда все процессы у него замедленны и не требуется большого количества кислорода.

Личинка стрекозы

В стадии личинки зимуют стрекозы и представители отряда двукрылых — комары. У личинок стрекоз есть жабры, и они дышат растворённым в воде кислородом. Известный рыболовам «мотыль» — червячки красного цвета — это и есть личинки комаров семейства звонцы. Живут звонцы в придонном иле. «Мотыль» бывает мелкий и крупный — это личинки комаров разных видов.

Ещё один пример зимовки двукрылых наблюдаем у малинной стеблевой галлицы. Зимует это существо в стадии личинки. Если присмотреться зимой к молодым побегам малины, можно увидеть вздутия, разрастания тканей стебля. А вскрыв эту неправильно разросшуюся часть стебля, так называемый галл, можно увидеть оранжевые личинки галлицы малинной.

У всех зимующих насекомых в период зимовки цель одна — выжить в условиях пониженных температур. Перед зимовкой у насекомых происходят различные процессы перестройки организма. Один из важных процессов — это накопление глицерина. Все процессы, происходящие во время зимовки, требуют наличия этого вещества.

Зимой живое племя насекомых исчезает из поля нашего зрения. Под снежным покровом они ждут часа праздничного возрождения — долгожданной весны.

А. Л. Калуцкий, энтомолог

Как насекомые готовятся к зиме

«Зима приближается». Это девиз Дома Старков, одной из династических благородных семей в популярном сериале Игра престолов . Это одновременно и предупреждение многочисленным врагам клана, и напоминание о том, что нужно быть готовым как к метафорическим зимним сезонам нашей жизни, когда все идет плохо, так и к буквальной зиме, когда мир холодный и покрытый льдом.

«Зима приближается» — это также сообщение, получаемое насекомыми в умеренном климате — прямо сейчас в Северном полушарии — когда дни становятся короче, а качество и количество пищи снижается.Эти изменения сигнализируют о том, что окружающая среда скоро станет негостеприимной, и побуждают всех животных начать подготовку к этому суровому сезону. Некоторые мигрируют в более теплые края, а другие укрываются на месте. Для многих из тех, кто остается на месте, сезонные изменения означают, что пора перейти в состояние анабиоза. Для млекопитающих, таких как суслики, скунсы и летучие мыши (о боже!), Это означает подготовку к спячке. И для многих, но не для всех насекомых эти же сигналы указывают на то, что пора перейти в диапаузу.

Диапауза насекомых очень похожа на спячку, но с некоторыми отличиями. Основное отличие состоит в том, что млекопитающие остаются активными до тех пор, пока зима не установится, а температуры не станут холодными, но насекомые, которые входят в диапаузу, переходят в спячку осенью задолго до того, как становится слишком холодно для их функционирования. Другое отличие состоит в том, что млекопитающие могут иногда пробуждаться на короткие периоды активности зимой, но как только насекомое входит в диапаузу, оно остается бездействующим до весны, даже если погода может быть подходящей для нормального роста и развития.

Как физиолог-сравнитель, меня восхищает диапауза насекомых. Как насекомые могут эффективно отключаться и при этом сохранять ткани и материалы, необходимые для того, чтобы снова включиться, — это интересная загадка. А понимание процессов и механизмов, регулирующих диапаузу у насекомых, может принести пользу обществу.

Когда насекомые входят в диапаузу, они перестают развиваться и проводят длительный период в одной стадии развития. Все насекомые начинаются как эмбрионы внутри яйца и продолжают свой жизненный цикл, становясь личинками, куколками (когда происходит метаморфоз) и, наконец, взрослыми.Как группа насекомые могут входить в диапаузу на любой стадии, но стадия, когда каждый вид входит в диапаузу, запрограммирована в их генах. Азиатский тигровый комар, Aedes albopictus , , , который участвует в распространении таких болезней, как лихорадка денге, и шелкопряд, Bombyx mori , , который важен для производства шелка, оба входят в диапаузу в виде эмбрионов. Кукурузный червь, Helicoverpa zea , , который может засорять ваш летний барбекю, если вы обнаружите его в початке, входит в диапаузу в стадии куколки.Комар Culex pipiens , распространяющий вирус Западного Нила, переходит в диапаузу на стадии взрослой особи; и только самки могут пережить зиму.

Помимо остановки развития, переход в диапаузу включает снижение скорости метаболизма, которое иногда бывает настолько сильным, что потребление кислорода практически невозможно обнаружить. Это, вместе с задержкой развития, снижает потребность насекомых сжигать запасы жиров и углеводов, которые накапливаются до того, как они перейдут в состояние покоя.Это продлевает запасы топлива и гарантирует, что в баке достаточно газа, так сказать, когда пора возобновить нормальную деятельность весной. Сэкономленную энергию также можно направить на производство белков, сахарных спиртов и других веществ, которые действуют как антифриз и предохраняют нежные мембраны и другие структуры организма от повреждения холода, обезвоживания или недостатка кислорода.

То, что мы знаем о диапаузе, основано на совместных усилиях ученых, изучающих ее по крайней мере с 1937 года, когда они впервые дали этому явлению название.Вначале исследования были описательными и были сосредоточены на выявлении сезонных сигналов и стадии развития, когда каждый вид входит в диапаузу. С тех пор исследования диапаузы развивались вместе с нашими общими знаниями физиологии, биохимии и молекулярной биологии.

Знание структуры и функции генома привело к некоторым значительным прорывам в нашем понимании конкретных генов или генных сетей, которые включаются и выключаются до, во время и после диапаузы.Мы знаем, например, что изменения в том, как вырабатывается и используется инсулин, важны для диапаузы. Мы также узнали, что изменения в регуляции белков, которые управляют циркадными часами (внутренней системой, измеряющей продолжительность дня), важны для принятия решения о том, пора ли готовиться к диапаузе.

Мое текущее исследование направлено на изучение еще более тонких деталей того, как контролируется диапауза. Я хочу знать, как микроРНК (крошечные фрагменты РНК, которые мешают синтезу белка) могут включать и выключать определенные гены до, во время или после диапаузы.Я изучаю гены, которые участвуют в надзоре за метаболизмом, определением времени определенных событий развития и инициируют пути, которые уменьшают воздействие экологического стресса.

Полное понимание того, как зимуют насекомые, может принести пользу обществу во многих отношениях. Ученые вроде меня используют то, что мы знаем о диапаузе, чтобы попытаться найти новые способы борьбы с насекомыми-вредителями, такими как комары и кукурузные ушные черви. Изучение диапаузы может помочь ученым более точно предсказать время и место, когда могут произойти вспышки комаров, распространяющих болезни.

Это поможет определить лучшее время и место для применения пестицидов, уничтожающих комаров, и сделает использование этих химикатов более эффективным и безопасным. Мы также пытаемся найти способы борьбы с сельскохозяйственными вредителями, такими как кукурузный червь, путем ограничения их способности переходить или оставаться в состоянии покоя. Если мы сможем удержать их от диапаузы или обманом заставить их проснуться слишком рано, эти насекомые будут убиты льдом и снегом, и следующим летом будет меньше людей есть нашу кукурузу.

Так что берегитесь, насекомые-вредители.Зима приближается.

Чем насекомые занимаются зимой? | Наука

Мы, люди, переживаем ледяные муки зимы с теплыми пальто, обогревателями и горячим шоколадом. Однако у насекомых есть еще несколько творческих стратегий в рукаве. Будь то специальные белки, которые действуют как антифриз в вашей машине, биологические жидкости с добавлением спирта вместо воды или подготовка к дальним поездкам в более теплые страны, похоже, что эти выносливые насекомые разработали свои собственные ответы на биологические проблемы, которые создает зима. .

Вы, наверное, слышали об одном из самых распространенных способов, которыми насекомые переживают это самое темное и самое холодное время года: путешествие во времени. «Либо они убегают в космос, то есть мигрируют, либо убегают во времени, что означает, что они бездействуют», — говорит Скотт Хейворд, биолог беспозвоночных из Университета Бирмингема. «Подавляющее большинство фактически бездействует».

Чтобы пережить зимнюю нехватку пищи и тепла, млекопитающие, такие как медведи и бурундуки, склонны впадать в спячку.Хотя спячку часто называют глубоким сном, на самом деле это биологически отличное состояние покоя: впадающие в спячку животные запасаются пищей и снижают свой метаболизм за счет процессов, которые до сих пор не до конца изучены. Исследователи НАСА даже изучают методы, которые могут вызвать спячку у людей, чтобы помочь астронавтам пережить многолетние космические путешествия.

У насекомых есть своя версия этого мощного инструмента: диапауза. Как и в случае с гибернацией, насекомые, готовящиеся к диапаузе, обычно пытаются найти какое-то укрытие от холода, говорит Хейворд, который провел обширные исследования состояния покоя и выживания насекомых в экстремальных условиях.Это часто означает рыть землю под землей (учитывая тот факт, что зимой сотни насекомых могут бездействовать всего в нескольких дюймах под вашими ногами), но также может означать, что нужно искать убежище в стволах деревьев или под камнями.

Некоторым насекомым, таким как кукурузный мотылек, удалось расстроить фермеров и заинтриговать энтомологов, найдя способы жить на земле зимой. Этот печально известный кукурузный вредитель может похвастаться крайней устойчивостью к холоду даже в большей степени, чем зимующие виды. Исследования показали, что личинки мотыльков могут даже пережить переохлаждение в течение нескольких минут до -40 градусов по Фаренгейту.Бурильщик клубится в стеблях кукурузы или початках кукурузы и может выжить, даже когда вода внутри его тела (но не внутри его клеток) замерзает.

Антифризом запасаются другие насекомые. В Антарктиде нелетающая антарктическая мошка производит в своих клетках большое количество сахаров, которые понижают температуру замерзания жидкостей. Одновременно мошка позволяет замерзшей почве вокруг себя вытягивать почти каждую каплю воды из своего тела. «Насекомое полностью обезвоживается, — говорит Хейворд.«Тогда он не может замерзнуть». Это помогает крохотному клопу — единственному насекомому и самому большому наземному животному на этом континенте — полностью противостоять замораживанию.

Арктическая шерстистая моль проводит примерно 90 процентов своей жизни в замороженном состоянии. Гусеница моли также совершает этот подвиг, производя сахар, в частности, спирт-глицерин. Точно так же, как водка может храниться в морозильной камере и оставаться жидкой, эти жидкости не замерзают, сохраняя ткани личинок моли и позволяя ей выжить при температурах, опускающихся до -70 градусов по Фаренгейту.Жук Аляски Упис может выдерживать температуры, достигающие шокирующих -100 градусов по Фаренгейту, за счет производства специальной «молекулы антифриза».

Но большинство насекомых не такие живучие. По словам Хейворда, около -30 градусов по Фаренгейту — это типичный предел для многих видов. Вот почему ареал многих насекомых ограничен более тропическими районами мира, где никогда не бывает отрицательных температур, например, изобилующая насекомыми Амазонка или богатые комарами страны Африки, Южной Америки и Азии.

Однако глобальное потепление вскоре может изменить эту максиму и поставить под угрозу популяции насекомых по всему миру. По мере того как Земля в целом нагревается, насекомые перемещаются к полюсам, чтобы колонизировать районы, которые в летние месяцы теплее, чем раньше. Тем не менее, многие из этих насекомых не способны пережить более холодные зимы, характерные для этих регионов.

«Там, где они не могут этого сделать, они не могут утвердиться», — говорит Хейворд.Между тем, ближе к экватору более высокие температуры нарушают циклы диапаузы других насекомых.

Хотя диапауза — это приспособление к переживанию зимы, температура не является основным фактором, который ее запускает. Вместо этого более короткие дни в преддверии зимы сигнализируют телам насекомых о том, что пора готовиться к состоянию покоя. По мере того, как дни становятся теплее, ближе к осени тела насекомых путаются. Ошибочно думая, что сейчас весна или лето, они часто в конечном итоге прерывают процесс диапаузы, чтобы начать поиск пищи или партнеров, что делает их неподготовленными к наступлению зимы, говорит Хейворд.

Почему людям должно быть до этого дело? Рассмотрим хорошо известное бедственное положение шмелей, жизненно важных опылителей для многих видов растений и сельскохозяйственных культур. Популяции пчел, которые уже борются с потерей среды обитания и пестицидами, теперь также борются со сменой времен года. Повышение температуры вызывает не только более позднюю осень, но и более раннюю весну, что может сбить с толку одного очень важного члена улья: королеву.

Пчелиные матки — единственные обитатели ульев, которые обычно впадают в диапаузу.Обычно они просыпаются раз в год, весной, и уходят, чтобы создать новую колонию. Но поскольку весна часто начинается раньше, ульи достигают размера, при котором родится новая королева, и пытаются основать новую колонию до начала зимы, а не в начале весны. Затем их потомство вынуждено изо всех сил пытаться найти цветы, которыми они могли бы питаться в разгар зимы, и им приходится иметь дело с температурами, к которым они еще не привыкли.

«У вас огромный уровень смертности, — говорит Хейворд, — и у вас [тогда] будет меньше опылителей в следующем году.«

Насекомые разработали множество других способов побороть холод. Но когда дела идут плохо, некоторые насекомые не становятся жестче — они просто уходят. Бабочка-монарх, например, хорошо известна своей красочной и впечатляющей стратегией зимовки: она берет сотни и сотни своих лучших друзей и направляется на тысячи миль к экватору, чтобы избежать низких температур.

«Есть действительно невероятное количество способов пережить зиму», — говорит Хейворд.

Как насекомые переживают долгую холодную зиму: Университет штата Делавэр

9:12, 3 февраля 2011 г. —- Детка, на улице холодно. Пора поставить еще одно полено в огонь, закутаться в толстый свитер или заварить дымящуюся кружку чая. Эта человеческая адаптация к холоду происходит быстро, легко и выполняет свою работу. Еще более эффективным, конечно, является центральное отопление, которое повсеместно используется в наших домах, офисах и школах.

Другим млекопитающим, птицам и насекомым требуется гораздо больше усилий, чтобы адаптироваться к суровой погоде. На следующей неделе мы рассмотрим стратегии животных и птиц; сегодня посмотрим, как насекомые перезимуют.

У многих видов насекомые адаптируются к холоду путем вымирания; это личиночная стадия вида, переживающая зиму. Насекомые, перезимовавшие во взрослом возрасте, обычно переходят в состояние, подобное спячке, которое называется диапаузой.

«Технически насекомые не впадают в спячку зимой, но многие впадают в диапаузу, состояние покоя, которое позволяет им выдерживать низкие температуры», — говорит Брайан Канкель, энтомолог UD Cooperative Extension.

Бабочка в траурном плаще существует в состоянии диапаузы, которое называется восприимчивым к замерзанию. Он предотвращает замерзание во многом так же, как это делают автовладельцы, — добавляя антифриз. Эта бабочка заменяет воду в своем теле составами антифриза, называемыми криопротекторами, которые переохлаждают жидкости и ткани ее тела.

Другая форма диапаузы, называемая устойчивостью к заморозкам, нечасто используется насекомыми Северной Америки, но является общей стратегией насекомых Южного полушария. При этом типе диапаузы насекомое замораживает жидкости своего организма.

Не все насекомые зимой впадают в диапаузу. Некоторых, таких как веснянки и поденки, можно увидеть во взрослом виде. Лучшее время для поиска веснянок — после снегопада — этих маленьких темных тварей гораздо легче обнаружить на снегу.

Социальные насекомые выбирают зиму как нельзя лучше. Они не впадают в диапаузу, как многие бабочки, но и не прыгают, полные бодрости, как веснянки. Социальные насекомые, которые живут зимой в Делавэре, включают медоносных пчел, термитов и несколько различных муравьев.

Многие социальные насекомые, в том числе муравьи, объединяются в свои жилища зимой, говорит Дебора Делани, доцент кафедры энтомологии и экологии диких животных Колледжа сельского хозяйства и природных ресурсов Университета штата Вашингтон. Поздней осенью они углубляются в свои гнезда и закрывают выход почвой, листьями и другими органическими материалами.

Медоносные пчелы зимой замедляются и держатся близко к улью. «В холодные дни основное внимание уделяется еде и прижатию друг к другу», — отмечает Делейни.

Когда температура улья опускается ниже 64 градусов, пчелы собираются в тщательно организованный компактный шар. Внутренние пчелы генерируют тепло, вибрируя мускулами своих крыльев. Внешние пчелы неподвижны, выступая в роли изоляционного слоя. Чем холоднее на улице, тем плотнее кластер. Одна пчела может увеличить выработку тепла в 25 раз.

Медоносные пчелы по очереди наслаждаются теплом в центре скопления, а затем выходят наружу. Неудивительно, что пчелиная матка безраздельно властвует посередине и никогда не выходит из строя на окраинах скопления.

«Несмотря на скопление людей и другие стратегии, зима сказывается на пчелах», — говорит Делани. Ульи, в которых летом могло быть максимум 60 000 пчел, к середине зимы могут сократиться до 20 000 пчел. Некоторые ульи полностью потеряны из-за недостатка пищи или других факторов.

Рабочие пчелы осенью трудились долгие часы, собирая нектар, чтобы прокормить и поддерживать колонию до весны. Если их работа была недостаточной, они — или Делейни — ничего не могут с этим поделать сейчас, в разгар зимы.

Тем не менее, в это время года Делани проверяет ульи на пасеке UD примерно два-три раза в неделю. «Я прижимаю ухо к каждому улью, и если я слышу жужжание внутри, я знаю, что все в порядке», — говорит она.

«Крапивница похожа на моего четвертого ребенка», — признается Делейни, мать троих маленьких детей.

Статья Марго МакДоно
Фото Даниэль Куигли

Зимуют ли насекомые в спячке

Насекомые, как медведи и сурки, лишены жировых отложений, чтобы выжить при низких температурах и не дать внутренним жидкостям превратиться в лед.Как и всем эктотермам, насекомым нужен способ справляться с колебаниями температуры окружающей среды. Но впадают ли насекомые в спячку?

В самом общем смысле спячка относится к состоянию, в котором животные проводят зиму. ¹ Гибернация предполагает, что животное находится в спящем состоянии, его метаболизм замедлен, а размножение приостановлено. Насекомые не обязательно впадают в спячку, как теплокровные животные. Но поскольку доступность растений-хозяев и источников пищи зимой в холодных регионах ограничена, насекомые действительно приостанавливают свою обычную деятельность и переходят в состояние покоя.

Так как же насекомые выживают в холодные зимние месяцы? Разные насекомые используют разные стратегии, чтобы не замерзнуть насмерть при понижении температуры. Некоторые насекомые используют комбинацию стратегий, чтобы пережить зиму.

Миграция

Когда станет холодно, уходи!

С приближением зимы некоторые насекомые направляются в более теплый климат или, по крайней мере, в лучшие условия. Самое известное мигрирующее насекомое — бабочка-монарх. Монархи на востоке У.С. и Канада летают на расстояние до 2000 миль, чтобы провести зиму в Мексике. Многие другие бабочки и мотыльки также мигрируют сезонно, в том числе рябчик залива, окрашенная женщина, черная совка и осенняя совка. Также мигрируют обыкновенные зеленые стрекозы, обитающие в прудах и озерах на севере, вплоть до Канады.

Общественная жизнь

Когда станет холодно, прижмись!

Для некоторых насекомых в цифрах есть тепло. Медоносные пчелы собираются вместе, когда температура падает, и используют коллективное тепло своего тела, чтобы согреться и себя, и выводок.Муравьи и термиты направляются ниже линии замерзания, где их большое количество и хранимая пища обеспечивают им комфорт до наступления весны. Некоторые насекомые известны своими скоплениями в прохладную погоду. Например, сходящиеся жуки-боги массово собираются на камнях или ветвях во время холодов.

Жилые помещения

Когда станет холодно, заходи внутрь!

К большому неудовольствию домовладельцев, с приближением зимы некоторые насекомые ищут убежища в тепле человеческих жилищ.Каждую осень в дома людей вторгаются клопы бузины, азиатские разноцветные божьи коровки, коричневые мраморные вонючие жуки и другие. Хотя эти насекомые редко причиняют вред в помещении — они просто ищут уютное место, чтобы переждать зиму — они могут выделять дурно пахнущие вещества, когда домовладелец пытается их выселить.

Торпор

Когда становится холодно, не двигайтесь!

Некоторые насекомые, особенно те, которые живут на больших высотах или вблизи полюсов Земли, используют состояние оцепенения, чтобы выжить при понижении температуры.Оцепенение — это временное состояние приостановки или сна, во время которого насекомое полностью неподвижно. Например, новозеландский вета — нелетающий сверчок, обитающий на больших высотах. Когда к вечеру температура падает, сверчок замерзает. Когда дневной свет согревает вату, она выходит из оцепенения и возобновляет активность.

Диапауза

Когда станет холодно, отдыхай!

В отличие от оцепенения, диапауза — это длительное приостановленное состояние. Диапауза синхронизирует жизненный цикл насекомого с сезонными изменениями окружающей среды, включая зимние условия.Проще говоря, если слишком холодно для полета и нечего есть, вы можете сделать перерыв (или паузу). Диапауза у насекомых может возникнуть на любой стадии развития:

• Яйца — Богомолы переживают зиму в виде яиц, которые появляются весной.
• Личинки — Гусеницы шерстистого медведя на зиму свертываются калачиком в толстых слоях опавшей листвы. Весной они плетут коконы.
• Куколка — Черные ласточкины хвосты зимуют как куколки, а когда возвращается теплая погода, появляются как бабочки.
• Взрослые — Бабочки в траурном плаще зимуют, как взрослые, на зиму, прячась за рыхлой корой или в дуплах деревьев.

Антифриз

Когда станет холодно, понизьте точку замерзания!

Многие насекомые готовятся к холоду, производя собственный антифриз. Осенью насекомые производят глицерин, который увеличивается в гемолимфе. Глицерин придает телу насекомого способность «переохлаждаться», позволяя жидкостям тела опускаться ниже точки замерзания, не вызывая повреждений льда.Глицерин также снижает температуру замерзания, делая насекомых более устойчивыми к холоду и защищает ткани и клетки от повреждений во время обледенения в окружающей среде. Весной уровень глицерина снова падает.

Рекомендации

_{¹ Определение из «гибернации» Ричарда Ли-младшего, Университет Майами, Огайо. Энциклопедия насекомых , 2-е издание, под редакцией Винсента Х. Реша и Ринга Т. Карде.}

животных готовятся к зиме

Вечеринка в спячке

Прочтите это: Медведю есть что рассказать Филип Ч.Участок

Сделайте следующее: Одна из вещей, которые животные делают, чтобы защитить себя от холода и недостатка пищи, — впадают в спячку (временно или в течение всего сезона). Прочитав и обсудив книгу, исследуйте эту зимнюю адаптацию, устроив вечеринку в спячке. Попросите каждого ребенка выбрать для исследования животное в спячке. Животные, впадающие в спячку, включают медведей, сурков, енотов, скунсов, змей и пчел.

По мере приближения праздника скажите студентам, что они придут на вечеринку в костюме своих животных.В день вечеринки создайте «притоны», используя стулья, столы и старые простыни, и позвольте детям залезть внутрь; пока они «впадают в спячку», они должны нарисовать изображение своего животного, спящего в берлоге или зимнем доме. Предложите студентам по очереди поделиться своими рисунками и некоторыми забавными фактами о своих животных.

Летите на юг

Прочтите это: Возвращение домой: Тайна миграции животных Марианна Беркес

Сделайте это: Многие виды птиц и насекомых летают на юг на зиму.Одна из самых заметных миграций — это миграция гусей. Они летают в форме буквы V, что помогает им экономить энергию. Каждая птица летит немного ниже, чем впереди, что снижает сопротивление ветра. V-образная форма также облегчает птицам отслеживание друг друга и общение.

Выведите учеников на игровую площадку или в тренажерный зал и позвольте им бегать V-образным строем, по очереди выступая в роли лидера (как гуси). Затем раздайте им бумагу и продемонстрируйте, как складывать бумажный самолетик.Затем студенты могут украсить свои самолеты, чтобы они напоминали гусей. После того, как они получат возможность пилотировать их, чтобы увидеть аэродинамику в действии, покажите гусиные самолеты в форме буквы V на доске объявлений.

Пчелиный танец

Прочтите это: Ошибки и недоработки Эми С. Хансен

Сделайте следующее: Как и другие животные, пчелы хранят пищу на зиму. Рабочие пчелы также генерируют тепло внутри улья, «тряся» своими мышцами. Выведите студентов на улицу в прохладный день, чтобы попробовать этот эксперимент.Попросите их постоять несколько минут, а затем оцените, насколько им холодно (1 — холодно, 10 — жарко). Попросите их предсказать, что произойдет, если они начнут двигаться, а затем скажите студентам, чтобы они дрожали и двигались, как пчелы. Через минуту попросите их остановиться и оценить, насколько им холодно. Были ли их прогнозы точными? Вернитесь в класс, попробуйте разные сорта меда и изучите соты. Объясните, что цвет и вкус меда зависят от цветов, которые посетили пчелы.

Запасы

Прочтите это: Когда начинается снег Филлис Гершатор

Сделайте следующее: По мере приближения холода и истощения источников пищи белки и другие грызуны (мыши, крысы, бурундуки и бобры) начинают запасаться пищей.Они закапывают пищу или прячут ее в выдолбленных деревьях или в других безопасных местах.

Соберите студентов на центральной площади и разложите коллекцию желудей. Предложите детям сосчитать и описать желуди, а затем сложить их в различные наборы, например, с колпачками или без них, желуди более темного или светлого цвета. Предложите им придумать собственные способы группировки орехов. (По данным Сети пищевой аллергии и анафилаксии, желуди должны быть безопасными для всех детей. Однако, как всегда, сначала посоветуйтесь с родителями.)

Грязевая кровать

Прочтите это: Станция гибернации Мишель Медоуз

Сделайте следующее: Жабы и другие земноводные прячутся под землей или в неглубоких слоях грязи, чтобы защитить себя от холода. Чтобы проиллюстрировать, как грязь может быть хорошим теплоизолятором, поставьте эксперимент на своей научной станции. Наполните две большие миски примерно на две трети ледяной водой. Затем наполните пластиковый пакет размером с кварту свежей грязью. Попросите учащихся засунуть одну руку в пластиковый пакет меньшего размера (или надеть пластиковую перчатку) и поместить эту руку в мешок с грязью.Закрепите пакеты на запястьях лентой или резинкой. (Таким образом, их руки останутся чистыми, а грязь не смывается.) Попросите детей положить одну руку в каждую миску и посмотреть, какая рука кажется теплее.

Huddle Up

Прочтите это: Адаптации полярных животных Лизы Дж. Амстутц

Сделайте следующее: Некоторые животные откладывают яйца зимой и должны работать вместе, чтобы сохранить себя и свои яйца в тепле. Императорские пингвины — отличный тому пример. Зимы в Антарктиде особенно суровы.Температура часто опускается ниже минус 50 градусов по Фаренгейту, а ветер дует постоянно. Чтобы согреться, самцы (охраняющие яйца) сбиваются в кучу и по очереди находятся посередине.

Выберите холодный ветреный день, чтобы продемонстрировать эту технику выживания. Выведите студентов на улицу и попросите их встать вместе в группе. Спросите: Кому тепло? Кому холодно? Через несколько минут предложите им переместиться так, чтобы дети, не входящие в группу, оказались посередине.

Матч-игра

Прочтите это: Зимний сон животных Линда Грэм-Барбер

Сделайте следующее: Животные делают все возможное, чтобы пережить зиму.Три основных метода — это гибернация, адаптация и миграция. Изучив, как разные животные готовятся к зиме или переживают ее, сыграйте в игру на соответствие. Создайте колоду карт, используя пустые карточки для заметок. На одном комплекте карточек поместите изображение животного и его имя. На втором наборе карточек напишите технику выживания животного (мигрировать, впадать в спячку, адаптироваться). Перемешайте карты и положите их рубашкой вверх. Попросите учащихся по очереди вытягивать по две карты, чтобы посмотреть, смогут ли они сопоставить животное с тем, что оно делает зимой.

Нажмите здесь, чтобы подписаться на журнал Scholastic Teacher Magazine

7 способов выживания насекомых зимой — миграция, спящий режим и многое другое

Как насекомые переживают зиму в этих холодных местах?

Как и другие животные, насекомые переживают зиму в Скалистых горах, выбирая одну из нескольких стратегий. Вот 7 вещей, которые делают насекомые, чтобы пережить холодные зимние месяцы.

Большую часть года я чувствую, что насекомые повсюду.Я особенно замечаю комаров в горах, когда тает снег и они кусаются. Но зимой я не вижу много насекомых, потому что их просто нет. Подобно другим животным в Скалистых горах, у них другие стратегии, чтобы пережить зиму. Вы знаете все эти различные стратегии, которые выбирают насекомые?

Некоторые насекомые выживают зимой благодаря миграции

Некоторые насекомые предпочитают полностью покинуть Скалистые горы и отправиться в более теплые места. Лучшим примером этого является бабочка-монарх, которая мигрирует на юг, в Мексику.

Плащ скорби — редкость для бабочки, поскольку она проводит зиму во взрослом виде.

Некоторые насекомые выживают зимой, когда взрослые отдыхают

Некоторые насекомые предпочитают впадать в своего рода спячку, называемую диапаузой, чтобы пережить холодную зиму. Например, бабочка Mourning Cloak выживает во взрослом возрасте и становится одной из первых бабочек, которых можно увидеть весной. Еще одно насекомое, пережившее зиму во взрослом виде, — самка комара.

Социальные насекомые сбиваются в кучу, чтобы не замерзнуть

Другие взрослые предпочитают собираться в огромных количествах и сбиваться в кучу, чтобы согреться.Это социальные насекомые, такие как муравьи, термиты и божьи коровки.

Многие насекомые выживают зимой в не-взрослой форме

Если вы помните, все насекомые претерпевают метаморфоз. Это означает, что насекомые меняются в течение своего жизненного цикла. Обычно насекомые начинаются с яйца, затем превращаются в личинку или нимфу, затем во взрослую особь и снова в яйцо. Зимой эти незрелые насекомые не развиваются, а просто находятся в фазе отдыха, пока погода не потеплеет.

Гусеница шерстистого медведя прячется зимой.

Некоторые насекомые выживают зимой как личинки

Многие насекомые переживают зиму в форме личинок. Например, гусеница шерстистого медведя прячется под опадом из листьев или под корой.

Некоторые насекомые выживают зимой как нимфа

Некоторые водные насекомые зимуют как нимфы (личинка водных насекомых). Нимфы находятся под водой на дне озер и рек. Они все еще активны, едят и растут. Примеры этих насекомых — веснянки, ручейники и поденки.

Некоторые насекомые выживают зимой как яйца

Некоторые насекомые просто откладывают яйца, и взрослые особи погибают. Эти насекомые выживают в виде яиц, из которых весной вылупляются яйца. Одно из насекомых, выбирающих эту стратегию, — Богомол.

Некоторые насекомые выживают зимой как куколки

Некоторые бабочки переходят в форму куколки и остаются в куколке внутри своего кокона, пока погода не согреется. Напомним, вот небольшая информация о жизненном цикле бабочки.

Подробнее об обычных насекомых Скалистых гор можно прочитать здесь.

Как насекомые переживают холод: потенциальный эффект мягкой зимы

В этом году возможны большие популяции насекомых, но многие факторы определяют выживаемость и успех при перезимовании.

Низкие температуры губительны для многих форм жизни, включая большинство насекомых. Насекомые экзотермичны (хладнокровны), что означает, что они не могут производить тепло собственного тела. Поэтому, чтобы выжить и процветать в таком климате, как наш, насекомые разработали несколько способов борьбы с холодами.

Первая стратегия — полностью избегать условий замерзания. Классическим примером этого является бабочка-монарх, которая осенью мигрирует на юг к местам зимовки в Мексике. Весной монархическое население возвращается на север. В конце концов дети или внуки прошлогодних монархов возвращаются в Мичиган. Насекомые-вредители, такие как совки, ушные черви, цикадка картофеля и некоторые зерновые тли, также не переживают зиму в Мичигане. Вместо этого популяции непрерывно воспроизводятся в южных штатах, а насекомые перемещаются на север с весенними погодными фронтами, чтобы повторно заселить северные штаты.Мягкая зима 2011 года и температура выше нормы этой весной не позволили этим насекомым выжить в Мичигане, но большая часть центральной части Соединенных Штатов также была выше нормы, что дало некоторым мигрирующим насекомым фору. Например, 22 марта Университет Кентукки сообщил, что количество уловов совки-червя в их феромоновых ловушках превышает норму как минимум на две недели.

У насекомых, которые действительно зимуют в Мичигане, есть способы выжить в типичную зимнюю погоду. Смерть от замерзания не столько связана с самой низкой температурой, сколько является результатом образования кристаллов льда в организме.Быстрое образование и расширение кристаллов льда вызывает взрыв клеток, что приводит к повреждению органов и кишечника. Некоторые насекомые устойчивы к замораживанию — они фактически выживают при образовании кристаллов льда в своем теле, производя зародышевые белки льда, которые «контролируют» процесс замораживания.

Другие насекомые избегают замерзания — они накапливают антифриз в своих клетках до наступления зимы. Антифриз состоит из специализированных углеводов (в модном термине «криопротекторы»), которые снижают температуру замерзания жидкости организма, предотвращая образование кристаллов льда.Примерами криопротекторов являются сахара трегалоза и маннит или сахарный спирт глицерин (мы, люди, используем глицерин в качестве антифриза в промышленных процессах). Эти криопротекторы эффективны до тех пор, пока тело насекомого постепенно охлаждается (т. Е. Насекомое приспосабливается к холоду, как осенью, вызывая выработку соединений), и пока температура не станет действительно низкой (выше точки замерзания антифриза).

Чтобы избежать воздействия сильного холода и / или колебаний температуры, многие насекомые зимуют под растительными остатками или зарываются в почву.При изменении температуры воздуха температура под укрытием медленно повышается и понижается (особенно, когда она утеплена снежным покровом), создавая для насекомых гораздо более стабильную среду обитания.

Некоторые примеры: Личинки кукурузного мотылька первого поколения, собранные в июне, легко погибают от холода. Однако кукурузный мотылек второго поколения, собранный в декабре, устойчив к заморозкам и может выживать в течение нескольких месяцев при -4 ° F, даже с кристаллами льда в его тканях. Зимующие яйца многих видов тлей содержат защитные средства, такие как глицерин и маннит, чтобы избежать замерзания.В случае соевой тли, которая зимует в стадии яйца на открытых ветвях крушины, яйца можно переохлаждать до -29 ° F. Бобовые листоеды зимуют во взрослом возрасте и обычно переживают температуры только до 20 ° F. Тем не менее, жуки зимуют в защищенных местах на лесных участках или под листовой подстилкой, чтобы избежать более низких температур. В целом, более мягкие зимние температуры оказывают меньшее давление на этих и других зимующих насекомых и, вероятно, увеличивают общую выживаемость до весны.

После того, как насекомое успешно перезимует, избегая замерзания, оно должно успешно вырасти, возможно, накормить, заселить урожай и в конечном итоге воспроизвести.Мягкая весна может помочь или навредить этому процессу. Для многих взрослых насекомых (и некоторых личинок), выходящих из зимнего сна, часто первой задачей является поиск пищи. Пока еда не будет доступна, они должны жить за счет жировых запасов, накопленных в организме с прошлого года. Для других насекомых, которые зимуют в виде личинок на поздней стадии, кормление не является вариантом; жировые запасы должны сохраняться на протяжении окукливания и даже до взрослой стадии. Если насекомые не находят пищи или не полностью развиваются до того, как исчерпываются запасы энергии, результатом является снижение приспособленности, уменьшение воспроизводства или даже голод.Таким образом, слишком ранняя активность или рассинхронизация с культурой-хозяином может привести к снижению общей приспособленности. Например, долгоносики люцерны, появившиеся сейчас в южном Мичигане, скорее всего, найдут себе пищу в бобовых. Но рано появившиеся жуки-божьи коровки могут не найти достаточно добычи, чтобы выжить.

Раннее появление насекомых часто совпадает с более ранним озеленением многолетних культур или распусканием почек у зимующих хозяев, что дает популяции насекомых фору и ведет к увеличению популяции вредителей. Однако похолодание все еще может убить весеннюю растительность и отбросить популяцию.Например, в 2007 году сильные заморозки повредили отрастающие листья крушины. Это привело к сокращению участков кормления соевой тли, которая только что прорастала на этих листьях, и 2007 год оказался годом с низким уровнем тли в штате, хотя первоначальные весенние популяции были высокими. Точно так же раннее появление вредных организмов может совпадать с более ранним высевом растения-хозяина (в зависимости от градусо-дней), что опять же приводит к увеличению популяции вредителей. Однако холодный или влажный период может внезапно отбросить посевы или всходы, так что жизненный цикл насекомых и урожай рассинхронизируются.Например, в некоторые годы с отложенной посадкой личинки кукурузного корневого червя выходили на голое поле, или кукурузные мотыльки не находили кукурузу достаточно высокой, чтобы дать большое первое поколение.

Итак, главное — следить за ходом весны. Скорее всего, мы увидим несколько необычно больших популяций насекомых или пик популяций, который произойдет раньше, чем ожидалось. Но в апреле и начале мая могут быть погодные явления, которые убивают насекомых или создают проблемы синхронизации между жизненными циклами насекомых и урожаем.С точки зрения многих насекомых, это всего лишь еще один год жизни насекомого.

Дополнительную статью по этой теме см. В разделе «Мягкая зима, рекордные мартовские температуры: как отреагируют полевые насекомые?» в выпуске бюллетеня Иллинойского университета от 22 марта.

Обжоры для наказания по этому поводу могут прочитать «Насекомые, зимующие в изменяющемся климате» из Журнала экспериментальной биологии.

Вы нашли эту статью полезной?