Vabzdžiai užkariavo praktiškai visas planetos ekosistemas, įskaitant vandenį. Nuo ramių tvenkinių iki kalnų upeliųTūkstančiai rūšių gyvena visiškai arba iš dalies susijusios su vandens aplinka, o jų kvėpavimo, maitinimosi ir dauginimosi strategijos yra tokios įvairios, kaip ir stebinančios.
Šiame praktiškame, bet išsamiame vadove rasite Kas yra vandens vabzdžiai?, kaip jie kvėpuoja, jų gyvenimo ciklai, kaip juos atpažinti jaunų ir suaugusių stadijose, kurios rūšys ir šeimos išsiskiria, pavyzdžiai su moksliniais pavadinimais ir jų, kaip bioindikatorių, vaidmenį vertinant vandens kokybę. Jei kada nors girdėjote ką nors kalbant apie ešeriais, apsiuvus, nimfomis ar išslinkiančiais vabzdžiais ir jums tai skambėjo kitaip, pateikiame aiškų ir naudingą požiūrį gamtininkams, pedagogams ir muselininkams.
Kas yra vandens vabzdžiai?
Vandens vabzdžiai yra bestuburiai nariuotakojai. kurie visą arba didelę savo gyvenimo dalį vysto gėluosiuose vandenyse (upėse, lagūnose, upeliuose, tvenkiniuose, estuarijose). Nemaža vabzdžių įvairovės dalis turi vandens jauniklių stadijas (lervas arba nimfas) ir ore gyvenančius suaugusius vabzdžius, o kiti beveik visą savo gyvenimo ciklą išlieka vandenyje.
Manoma, kad apie 3 % vabzdžių Jie yra vandens gyvūnai, o tai reiškia, kad visame pasaulyje jų yra maždaug 25 000–30 000 rūšių, o kai kurie šaltiniai nurodo, kad bendras aprašytų tipų skaičius viršija 76.000 formos kai atsižvelgiama į pogrupius ir kategorijas. Šis turtas pasiskirsto tarp daugelio būrių, tokių kaip Odonata, Ephemeroptera, Plecoptera, Trichoptera, Diptera, įvairių Coleoptera ir Heteroptera būrių, taip pat retesnių, bet įdomių grupių, tokių kaip Megaloptera, kai kurie Neuroptera, piradiliniai Lepidoptera ir kai kurie Hymenoptera.
Vandens kraštovaizdyje jie užima labai skirtingas mikrobuveines: po akmenimis, deguonies prisotintuose slenksčiuose, užutėkiuose, baseinėliuose, tarp panirusios augmenijos arba sklandydami vandens paviršiumi. Daugelis jų jaunikliai gyvena tik vandenyje, o suaugę – ore; kiti yra pusiau vandens gyvūnai, pavyzdžiui, šliaužtinukės (Gerridae) ir jų giminaičiai, kurie pasinaudoja paviršiaus įtempimu ir slysta vandens paviršiumi.
Tvenkiniuose ir mažuose vandens telkiniuose įprasta rasti įvairią bendriją su valtininkai, vandens skorpionai, laumžirgių lervos ir vandens vabalaiKiekvienas iš šių būtybių atlieka pagrindines funkcijas mitybos grandinėje: nuo plėšrūnų, kurie kontroliuoja populiacijas, iki skaidytojų, kurie perdirba organines medžiagas.
Kaip kvėpuoja vandens vabzdžiai?
Kvėpavimas vandens aplinkoje paskatino nepaprastos adaptacijosKai kurios lervos keičia dujas difuzijos būdu per apvalkalą, kitos naudoja trachėjos žiaunas, o kai kurios naudoja oro burbuliukus arba tikras „fizines žiaunas“.
- Oro burbulas ir fizinės žiaunosKai kurie Heteroptera ir Coleoptera sulaiko orą tarp hidrofobinių plaukelių arba po elytra. Kai deguonis suvartojamas, jo dalinis slėgis sumažėja, ir ištirpęs O2 difunduoja iš vandens į burbulą, palaikydamas tiekimą kelias minutes ar valandas. Kai kuriais atvejais ši stabili plėvelė vadinama plastronas, sluoksnis, kurį palaiko mikrošepetėliai, kurių nereikia nuolat atnaujinti.
- Kvėpavimo vamzdeliai (sifonai): kitos rūšys į paviršių iškyla naudodamos „vamzdelį“, kad gautų atmosferos oro. Tai leidžia mums gyventi vandenyse, kuriuose trūksta deguonies. kur daugelis kitų organizmų negalėtų klestėti.
- Trachėjos žiaunos (tracheobranciniai vamzdeliai): ploni trachėjos sistemos tęsiniai, kurie palengvina vandens apykaitą. Jie labai dažni ephemeroptera, ežiuolių ir odonatų nimfosJų veiksmingumas priklauso nuo vandens atsinaujinimo, todėl daugelis rūšių sukelia ventiliacinius judesius, ypač ramiuose vandenyse.
- Integumentinis kvėpavimasPadidinus hemolimfos drėkinimą ir kūno išplėtimą (kraujo žiaunas), kūno paviršius veikia kaip kvėpavimo organas. Keliose dvisparnėse hemolimfoje gali būti pigmentai, turintys didelį afinitetą deguoniui, o tai palengvina gyvenimą anoksinėje aplinkoje.
- Aerenchimos panaudojimaskai kurių vabalų lervos (pvz., Auka) ir dvisparniai gauna deguonį iš vėdinamų vandens augalų audinių, įterpdami į augalą kvėpavimo takus.
Be mechanizmo, trachėjos sistemos tipas Tai svarbu: yra apneustinių lervų (be funkcionuojančių spirakuliukų), kurios visiškai priklauso nuo ištirpusio deguonies apykaitos, o kitos turi funkcionuojančius spirakuliukus, kurie prireikus surenka orą. Ši įvairovė leidžia kolonizuoti iš šaltos, deguonies prisotintos kalnų upės net ir šiltuose ar prastos kokybės tvenkiniuose, jei tik yra laisva niša.
Gyvavimo ciklai ir metamorfozė: nimfa, lerva, lėliukė, subimagas ir imagas
Vandens vabzdžiams, svarbiems gamtininkams ir žvejams, būdingi du pagrindiniai vystymosi modeliai. Nepilna metamorfozė (hemimetabolija) Jis turi kiaušinėlio, nimfos ir suaugėlio stadijas; visiška metamorfozė (holometabolija) prideda lėliukės stadiją tarp lervos ir imago.
– Hemimetabolos: tokios eilės kaip Ephemeroptera (gegužės musės), Plecoptera (akmens musės) ir Odonata (laumžirgiai ir laumžirgiai) yra vandens nimfos, kurios kelis kartus šeriasi, kol pasiekia sparnuotą suaugėlį. Vienspalvės nimfos yra ypatingos, nes jos praeina per subimago (pirmoji sparnuota būsena) prieš galutinį imagą.
– Holometabolinis: Diptera, Trichoptera, Coleoptera, Megaloptera, Neuroptera, Lepidoptera o kai kurie vandens plėviasparniai dažnai išsivysto į kirminus panašias lervas, tada lėliuojasi (kartais kokonuose arba lėliukėse) ir galiausiai virsta sparnuotais suaugėliais.
Tiems, kurie stebi vandenyje, naudinga atpažinti etapus: nimfa (besivystantys sparnai, matomi kaip plokštelės; gerai suformuotos kojos), lerva (be sparnų kontūrų ir dažnai kirminų išvaizdos), lėlytė (išsivystę sparnai, bet galūnės pritvirtintos prie kūno arba kokono viduje), atsirandantis (pakilimo ir transformacijos momentas arti paviršiaus) ir suaugusiųjų (funkciniai sparnai ir veikla ore).
Daugelis rūšių gali susiaurinti savo atsiradimą priklausomai nuo aplinkos sąlygų. Tokie veiksniai kaip vandens temperatūra, fotoperiodas, krituliai ir aukštis aukštyje turi įtakos brendimui ir dauginimosi laikui. Pavyzdžiui, aukštai kalnuose išskridimas gali būti vėlesnis, palyginti su šiltesnėmis žemumomis, o kai kurios rūšys, jei sąlygos leidžia, vasaros skraidymo laikotarpius pailgina.
Dar viena dėlionės detalė yra diapauzė, užprogramuota fiziologinė pauzė, kuri gali pasireikšti kiaušinėliuose, lervose, lėliukėse ar suaugėliuose. Ši strategija „numato“ nepalankius laikotarpius (didelį šaltį, sausrą, maisto trūkumą) ir padeda užtikrinti, kad ciklas tęstųsi esant kintančiam klimatui.
Praktinis identifikavimas: suaugę ir nesubrendę individai
Atidžiai įsižiūrėję galite rasti pagrindinę grupę. Suaugusiesiems žiūrėkite sparnai, uodegos (cerci), antenos ir poilsio padėtis:
- Efemeros2–3 ilgos uodegos; tupėdami sparnai laikomi vertikaliai.
- caddisfliesplaukuoti sparnai su „stogeliu“ virš pilvo; ilgos antenos, kartais net tokios pat ilgos kaip kūnas.
- Odonatailabai didelės akys; smailėjantis pilvas; laumžirgių sparnai išskleisti į šonus, laumžirgių – lygiagrečiai kūnui.
- kambarinės musės: dvi uodegos, sparnai plokščiai sulankstyti ant pilvo.
- Diptera: viena matomų sparnų pora ir be uodegų ant pilvo.
Nesubrendusių paukščių regimieji ženklai keičiasi. Stebėkite uodegas, žiaunas ir galvos / pilvo formą. pažymėkite nimfą arba lervą:
- Gegužės nimfa2–3 uodegos; šoninės žiaunos ant pilvo; kojos su vienu nagu.
- Akmensliekų nimfaBe tipiškų šoninių pilvo žiaunų; kartais žiaunų siūlai ant krūtinės ląstos; kojos su dviem nagais.
- Odonatinės nimfosdidelės akys; pailgas arba tvirtai ovalus kūnas; plėšrioji ištempiama lūpa.
- Dipteranų lervos: kirminą primenantis kūnas; sumažinta arba vidinė galva; neišsivysčiusios tikrosios kojos.
- Apsiuvėlių lervos„Vikrinės“ išvaizdos su krūtinės kojomis; jie paprastai stato dėklus iš smėlio, šakelių ar šilko.
Pagrindiniai ordinai ir žymios šeimos
Norint mintyse organizuoti įvairovę, naudinga prisiminti kokią metamorfozę atlieka kiekvienas užsakymas:
- HemimetabolinisEphemeroptera (gegužės sparvos), Plecoptera (akmensparniai), Odonata (laumžirgiai ir jūrų arkliukai).
- HolometabolinisDiptera (musės ir uodai), Trichoptera (freganiniai vabalai), Coleoptera (vandens vabalai), Megaloptera (sialininiai vabalai), Neuroptera (kai kurios vandens lervos), Lepidoptera (vandens piralės), Hymenoptera (Agriotypus ir kt.).
- ODONATA (laumžirgiai ir jūrų arkliukai): skraidantys, plėšrūs suaugėliai; vandens nimfos su galingomis medžioklės lūpomis. Anisoptera (laumžirgiai) su poromis nelygių, tvirtų sparnų; Zygoptera (jūrų arkliukai) su vienodais sparnais ir lieknesniais kūnais.
- Efemeropteriaitarpinis subimagas prieš imagą; įvairių formų nimfos (įdubusios greitoms srovėms, plaukikės lėtiems vandenims, urvinės, žygiuojančios). Daug grandyti perifitoną arba filtruoti daleles, nors yra ir specializuotų plėšrūnų.
- PlecopteraSuplotos nimfos su dviem snapeliais ir kramtomaisiais burnos organais; puikiai rodo šaltus, deguonimi prisotintus vandenis. Suaugusios nimfos prastai skraido ir, priklausomai nuo šeimos, gali mažai maitintis arba visai nemaitintis.
- Trichopteralervos, kurios kaupia dėklus su aplinkos medžiagomis arba šilku; puikūs bioindikatoriaiLėliukės perėjimas į kamerą arba korpusą. Suaugę individai su plaukuotais sparnais, sulankstytais į stogą.
- dipterisDidelė lervų įvairovė (saprofagų, fitofagų, plėšriųjų, parazitinių); daug grynai vandens rūšių tiek lervų, tiek lėliukės stadijose. Įvairios dauginimosi strategijos, pradedant vestuvių šokis iki partenogenezės.
- Coleoptera (vandeniniai vabalai): šeimos, tokios kaip Dytiscidae (narai) ir Hydrophilidae (hidrofilai), suaugę vandens organizmai ir lervos; kiti kaitalioja fazes. Jie naudoja oro rezervus, plastronus arba tracheobranchus; trofiniai režimai iš plėšrūnai detritivoriams ir fitofagams.
- Vandeniniai heteropteriaiCorixidae (valtininkai) su irklą primenančiomis užpakalinėmis kojomis; deguonimi prisotintų vandenų Naucoridae; Gerridae (batsiuviai) Jie slysta paviršiumi dėl vandeniui atsparių plaukų. Vandens skorpionai (Nepidae) taip pat kvėpuoja sifonuodami.
- MegalopteraDidelės, plėšrios ir taršai jautrios lervos; trumpai gyvenantys suaugę individai, besiviliojantys vibracijomis arba cheminiais signalais. Puikūs švaraus vandens rodikliai.
- NeuropteraKai kurios lervos gyvena vandenyje arba pusiau vandenyje; Sisyridae šeimos lervos priklauso nuo gėlavandenės kempinės, o Osmylidae medžioja dvisparnių kiaušinėlius drėgnuose substratuose.
- Lepidoptera (vandeniniai piraliai)Makrofitų fitofaginės lervos, kurių kvėpavimo mechanizmai svyruoja nuo tegumentarinio kvėpavimo iki plastrono tam tikrose gentyse.
- Himenopteralytis Agriotipas Jis išsiskiria kaip apvijinių muselių lėliukų parazitoidas; patelės gali nerti dėti kiaušinių šalia savo šeimininko.
Rūšių ir šeimų pavyzdžiai (reprezentatyvūs pavyzdžiai)
Tarp vandens vabalai išsiskiria vandens vabalas Hydrophilus piceus, didelio santykinio dydžio ir divicidai kaip Dytiscus marginalis y Dytiscus latissimusKitos žymios šeimos: Žirininiai (jie plaukioja vartydami vandens paviršiuje), Haliplidae, Noteridae, Elmidae e Hygrobiidae.
Heteroptera jų gausu Gerridae kaip Gerris lacustris y Vandenis remigis, Corixidae (pvz., Corixa punctata) Ir Belostomatidae (milžiniškos vandens blakės). odonatai įskaitant laumžirgius, tokius kaip Anax imperatorius, Libellula depressa o Orthetrum cancellatum ir maži arkliai, kaip Calopteryx virgo o Coenagrion mercuriale.
Kaip apytikslių etaloninių dydžių pavyzdys, šios rūšys iliustruoja įvairovę (įprastas bendras ilgis): Acilius sulcatus (1,2–1,8 cm), Aeshna cyanea (9–11 cm), Anax imperatorius (11–15 cm), Vandenis remigis (3,5–4,5 cm), Colymbetes fuscus (1,8–2,2 cm), Cordulegaster boltonii (14–16 cm), Corixa punctata (1,3–1,5 cm), Dytiscus marginalis (4–6 cm), Gerris lacustris (3,5–4,5 cm), Gyrinus natator (0,5–1,5 cm), Halobates sericeus (0,2–0,4 cm), Hydrometra stagnorum (1–2 cm), Hydrophilus piceus (5,5–6,5 cm), Ilyocoris cimicoides (1,2–1,6 cm), Lethocerus americanus (4,5–5,5 cm), Ranatra linearis (4,5–5,5 cm), Somatochlora metallica (5,5–6,5 cm), Velia caprai (0,6–0,9 cm)Šis pavyzdys suteikia supratimą apie morfologinį plotį tarp ordinų ir šeimų.
Reprodukcinis elgesys ir strategijos
Skrydžio laikotarpis (suaugusiesiems) sutelkia dėmesį išsisklaidymas, piršlybos ir dauginimasisFenologiją moduliuoja vandens temperatūra, fotoperiodas, vėjas arba krituliai, o svyravimai priklauso nuo platumos ir aukščio. Aukštikalnių populiacijos linkusios atidėti išsėlimą ir kartais pailgina jauniklių ciklą.
Rūšys naudoja viena kitą, kad rastų ir atpažintų spiečius —paplinta tarp ephemeroptera, dvisparnių ir apipurgų—, poravimosi teritorijų gynimas (pastebimas odonatuose) ir vibraciniai signalai Substrato skleidžiami signalai (būdingi akmenukams), be vizualinių užuominų ir feromonų. Šie signalai sumažina nesėkmingą rūšių kopuliaciją ir palengvina sėkmingą poravimąsi.
La intraseksualinė konkurencija Dėl to išsivystė elgesys, kai reikia saugoti patelę; pavyzdžiui, odonatams patinas išlieka kartu su patele, kol padeda kiaušinius (kontaktinis saugojimas) arba glaudžiai ją lydi (nekontaktinis). Kai kuriose grupėse aprašytos struktūros, skirtos pašalinti ankstesnius spermatozoidus arba blokuoti tolesnį kopuliavimą – visa tai yra evoliucinių lenktynių dalis. užtikrinti tėvystę.
Megalopteroje spermatoforo perkėlimas, kuriuos patelė gali suvartoti po poravimosi ir taip aprūpinti ją ištekliais. Kiaušialąstės gali dėti vandens paviršiuje, iškylančiuose substratuose ar net tam tikras pakrančių augmenijos aukštis, leisdamos lervoms vėliau įkristi į vandenį.
Upėse jaunų formų dreifą pasroviui kompensuoja grįžtamieji skrydžiai prieš srovę suaugusių patelių prieš dėdami kiaušinėlius, palaikydamos populiacijas palankiose upės vagos atkarpose.
Ekologinės funkcijos ir vertė vandens kokybei
Vandens vabzdžiai sudaro pagrindą bentosinių bestuburių kartu su kitomis grupėmis ir sudaro sudėtingus mitybos tinklus: plėšrūnai (pvz., dytiscidai, odonatai), grandikliai ir filtruojantys maitintojai (gausmedžiai, apsiuvai), detritiėdžiai ir maitėdos (įvairūs dvisparniai ir bobausiai). Šiuo metu egzistuojantys specialistai, užutėkių universalistai ir paviršiniai pusiau vandens gyvūnai užtikrina energijos ir maistinių medžiagų apdorojimą beveik bet kuriame gėlo vandens telkinyje.
Kaip bioindikatoriai, bestuburiai leidžia įvertinti biologinė kokybė jautrumas ir maža kaina. Tokie indeksai kaip BMWP (šeimos lygmeniu ir su kokybiniais duomenimis apie buvimą/nebuvimą) skiria balus pagal toleranciją organinei taršai: labai jautrios šeimos, tokios kaip Perlidae arba Oligoneuridae balas aukštas, o tolerantiškos grupės, tokios kaip Tubificidae gauna žemas vertes. „Sveika“ bendruomenė atpažįstama iš darnaus derinio jautrūs ir vidutiniškai jautrūs taksonai pagal buveinę.
Šis metodas aptinka pakitimus, kuriuos sunku užfiksuoti vienu fizikocheminiu matavimu, nes Biota integruoja aplinkos stresą laikui bėgant. Be to, identifikavimas paprastai įmanomas naudojant didinamąjį stiklą ir paprastus vadovus, todėl tai idealiai tinka stebėsenai upėse, upeliuose ir pelkėse.
Pastaba muselininkams
Raktas į mėgdžiojimą slypi tame, sutvarkyti tvarką ir išdėstymąJei matote išskleistus sparnus ir dvi ar tris uodegas, tai greičiausiai yra ephemeroptera; jei vabzdys išnyra su tulže, pagalvokite apie apipuršką; jei matote vos išnyrantį vabzdžių, tai gali būti... saldi išsiritimo akimirkaNustatant, ar gausiai plintanti musė yra nimfa, lerva, lėliukė, išdygęs musė, subimagas ar imagas, supaprastėja musės modelio pasirinkimas ir kartu sėkmė.
Šaltuose kalnų vandenyse jiems paprastai pavyksta ephemeroptera ir ežiuolės nimfos fone, o sutemus subimagų šokis atidengia epešius. Kai apinukai paliečia vienas kitą, patelės gali padėti kiaušinius ir grįžti į vandenį, ir tos akimirkos atkūrimas su iškylančiu modeliu dažnai yra lemiamas.
Šios ekskursijos pabaigoje jau matėte, kad vandens vabzdžiai yra ne tik „vandens blakės“, bet ir mozaika kvėpavimo adaptacijos, žavūs gyvenimo ciklai, piršimosi elgesys ir kiaušinių dėjimo strategijos, turinčios didžiulę ekologinę ir praktinę reikšmę: nuo rodo upių ir ežerų sveikatą netgi įkvepiantys muselinės žūklės sprendimus. Supratimas apie būrius, šeimas ir gyvenimo etapus leidžia mums žvelgti į vandenį kitomis akimis ir vertinti įvairovę, kuri palaiko mūsų gėlavandenių ekosistemas.