Bài giảng Côn trùng nông nghiệp - TS Trần Đăng Hoà (Phần 1)

Nội dung text: Bài giảng Côn trùng nông nghiệp - TS Trần Đăng Hoà (Phần 1)

1. TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM HUẾ DỰ ÁN HỢP TÁC VIỆT NAM – HÀ LAN BÀI GIẢNG CÔN TRÙNG NÔNG NGHIỆP Người biên soạn: TS Trần Đăng Hoà Huế, 08/2009
2. PHẦN LÝ THUYẾT BÀI 1 MỞ ĐẦU 1.1. Khái niệ m chung về côn trùng và môn côn trùng học 1.1.1 Khái niệm về côn trùng Côn trùng (Insecta) là những động vật thuộc ngành chân đốt hay gọi là ngành tiết túc (Arthropoda) có những đặc điểm cơ bản như sau: - Là động vật nhỏ bé (kích thước dao động 0,1 - 300 mm): cơ thể đối xứng, có chi phụ, có lớp da bao bọc bên ngoài chứa kitin. - Cơ thể chia làm 3 phần: đầu, ngực, bụng. Thời kỳ trưởng thành: + Đầu: 1 đôi rau đầu, mắt kép, mắt đơn và miệng. + Ngực: có 3 đốt, mỗi đốt có một đôi chân, đây là đặc điểm chính của côn trùng (Hexapoda); đốt ngực giữa và sau mỗi đốt có một đôi cánh, nhưng có một số loài côn trùng cánh trước thóai hóa chỉ còn một đôi hoặc không có cánh. + Bụng: có 11 đôi (dạng điển hình), không có chân bụng (phân phụ chuyển vận). - Hô hấp bằng hệ thống khí quản. - Lổ sinh dục và hậu môn ở phía cuối bụng. - Trong quá trình sinh trưởng và phát dục có biến thái bên trong và bên ngoài. Ví dụ: Trứng - sâu non - nhộng - trưởng thành. 1.1.2. Côn trùng trong sinh giới 1.1.2.1. Vị trí của côn trùng trong hệ thống phân loại - Giới động vật có 20 ngành, xếp theo thứ tự tiến hóa thì côn trùng ở vị trí thứ 9 (ngành chân đốt Arthropoda). - Ngành chân đốt chia làm 4 ngành phụ: + Ngành phụ trùng 3 lá (Tricoditomorpha). + Ngành phụ có mang (Branchiata). 1
3. + Ngành phụ có kìm (Chelibesata). + Ngành phụ có ống khí quản (Trachiata). Côn trùng thuộc ngành phụ có ống khí quản, hô hấp bằng hệ thống khí quản. 1.1.2.2. Số loài và số lượng cá thể - Có khoảng hơn 10 triệu loài, trong đó hơn 1 triệu loài đã được định danh. Hàng năm trên thế giới phát hiện được 7000 - 10000 loài mới. Số loài côn trùng chiếm khoảng 3/4 tồng số loài động vật. Số lượng cá thể 1 loài rất lớn. Số lượng cá thể rất lớn khi thành dịch. - Trong điều kiện bình thường có khoảng 250 triệu côn trùng/người, hơn 12 triệu cá thể /m2 bề mặt đất. 1.1.2.3. Môi trường sống của côn trùng Do số lượng loài, cá thể lớn nên côn trùng sinh sống ở khắp nơi, thậm chí trong dầu mỏ cũng có loài ruồi nước Psilopia petrolei. Tập trung nhiều ở rừng nhiệt đới, các cánh đồng hoa màu Vùng nhiệt đới có số lượng loài côn trùng nhiều hơn ôn đới, nhưng số lượng cá thể của từng loài lại ít hơn. Ở biển thì côn trùng ít hơn vì dễ làm mồi cho các loài khác. 1.1.3. Côn trùng học 1.1.3.1 . Định nghĩa Côn trùng học (Entomology) là môn khoa học nghiên cứu về côn trùng. 1.1.3.2. Nhiệm vụ - Nghiên cứu về cấu tạo hình thái, sinh lý giải phẫu, bào thai học, sinh thái, phân loại, bệnh lý, khảo cổ học côn trùng, và các môn côn trùng chuyên khoa. - Do đặc thù trong các lĩnh vực nghiên cứu chia côn trùng học thành: côn trùng nông nghiệp, côn trùng lâm nghiệp, côn trùng thú y, côn trùng y học. 1.2. Vai trò của côn trùng trong đời sống cây trồng, con người và xã hội Lịch sử côn trùng xuất hiện trên trái đất ít nhất qua 350 triệu năm. Côn trùng có mối quan hệ mật thiết với thực vật, động vật và con người. 1.2.1. Lợi ích của côn trùng - Hơn 90% các loài côn trùng là có ích hoặc không gây hại. - Một số loài côn trùng là những loại thiên địch (kẻ thù tự nhiên: Natural Enemy) 2
4. - Thụ phấn cho cây trồng - Tham gia vào quá trình chu chuyển vật chất trong tự nhiên. - Sản phẩm của côn trùng có ích cung cấp dinh dưỡng cho con người - Cung cấp nguyên liệu cho các ngành công nghiệp. - Cung cấp tài liệu cho các ngành khoa học khác. 1 2.2. Tác hại của côn trùng Có khoảng 10% loài côn trùng gây hại và các loài gây hại nghiêm trọng chỉ nhỏ hơn 1%. Tuy nhiên mức độ gây hại của chúng rất lớn trên nhiều lĩnh vực. - Gây hại cây trồng - Gây hại cây rừng, cây cảnh. - Gây hại sản phẩm trong kho - Phá hại các công trình giao thông, nhà cửa, kho tàng: mối, mọt, xen tóc - Đối với động vật nuôi: thường bị côn trùng ký sinh làm giảm sức khoẻ, sản lượng và phẩm chất thịt, sữa - Đối với người: nhiều loài côn trùng như chấy, muỗi, bọ chết, rệp giường là môi giới truyền bệnh hiểm nghèo như sốt rét, thương hàn, kiệt lỵ, tả, xuất huyết 3
5. BÀI 2 HÌNH THÁI HỌC CÔN TRÙNG 2.1. Khái niệ m chung 2.1.1 . Định nghĩa Hình thái học côn trùng là môn khoa học nghiên cứu cấu tạo bên ngoài của cơ thể côn trùng. 2.1.2. Nhiệm vụ Hình thái học côn trùng có nhiệm vụ nghiên cứu về hình dạng, kích thước và cấu trúc của từng bộ phận, nghiên cứu nguồn gốc và nguyên nhân hình thành các bộ phận đó, nghiên cứu tương quan giữa các cấu tạo với nhau, giữa các cấu tạo với hoạt động của các cơ quan bên trong, giữa cấu tạo và hoàn cảnh sống và những đặc tính sinh học của loài. Từ đó tìm ra được tính quy luật của sự thích ứng giữa cấu tạo và điều kiện ngoại cảnh trên cơ sở đó tạo điều kiện thuận lợi hoặc không thuận lợi cho sự phát triển của côn trùng. Hình thái học còn là cơ sở để nhận biết và phân loại côn trùng. 2.2. Khái quát chung về cấu tạo cơ thể côn trùng Thời kỳ trưởng thành của côn trùng có những đặc điểm cấu tạo cơ bản sau: Cơ thể chia làm 3 phần rõ rệt: đầu, ngực, bụng. + Đầu: có một đôi râu đầu, 2 mắt kép, 1 số mắt đơn và miệng. + Ngực: có 3 đốt, mỗi đốt có 1 đôi chân, đốt ngực giữa và đốt ngực sau mỗi đốt có một đôi cánh. + Bụng: gồm nhiều đốt xếp lồng nhau. Cơ thể côn trùng được bao bọc một lớp vỏ da được kitin hóa. Vỏ da này là chỗ dựa (chỗ bám) của hệ cơ, tạo cho côn trùng có hình dáng nhất định. Chính vì vậy côn trùng chống đỡ được tác động cơ giới bên ngoài. 2.3. Cấu tạo chi tiết từng bộ phận 2.3.1. Đầu và chi phụ của đầu 2.3.1.1. Cấu tạo cơ bản 4
6. - Đầu côn trùng có nhiều đốt ghép lại tạo thành hộp sọ. Đầu được bao bọc bởi một lớp vỏ đầu rất cứng. Các mảnh và các đốt ở đầu kết lại với nhau rất khít chặt, khó phân biệt ranh giới giữa các mảnh và các đốt. - Ở đầu có các ngấn lột xác và các ngấn khác. Đây là các đường lõm xuống của da đầu tạo nên. Các ngấn này chia đầu côn trùng làm nhiều khu vực và nhiều mảnh. Số ngấn và vị trí của ngấn thay đổi tùy loài côn trùng. Ngấn quan trọng nhất là ngấn lột xác hình chữ Y nằm ngay ở trên đầu. - Ngoài ra các ngấn trán - chân môi (ngấn trên miệng), ngấn gáy, ngấn dưới môi chia đầu thành nhiều khu vực: đỉnh đầu- trán- má - chân môi – gáy- gáy sau. 2.3.1.2. Các chi phụ của đầu Gồm: râu đầu, miệng, mắt kép, mắt đơn. Đầu là trung tâm của cảm giác (râu đầu, mắt đơn, mắt kép) và lấy thức ăn (miệng) * Râu đầu + Chức năng: Chủ yếu là cơ quan xúc giác và khứu giác. + Cấu tạo: Râu đầu được cấu tạo từ nhiều đốt. Số lượng đốt thay đổi tùy loài, tùy theo đực, cái của cùng loài. Có thể chia râu đầu làm 3 phần: Chân râu, cuống râu, roi râu + Hình dạng của râu đầu: có nhiều dạng râu đầu, có thể chia thành các dạng chính sau: - Râu sợi chỉ: châu chấu, dán. - Râu đầu gối: ong vàng, ong mật. - Râu răng cưa: ban miêu đực, đom đóm. - Râu chuỗi hạt: mối thợ. - Râu răng lược kép: ngài đực sâu róm hại chè. - Râu dùi đục: bướm. - Râu dùi trống: chuồn chuồn râu dài. - Râu hình lá lợp: bọ hung. * Miệng Do tính ăn của côn trùng rất phức tạp nên miệng côn trùng có nhiều thay đổi. Có 2 loại miệng cơ bản là miệng gặm nhai và miệng hút. Miệng gặm nhai: Ăn thức ăn rắn như bộ cánh thẳng (Orthoptera), bộ cánh cứng (Coleoptera), sâu non bộ cánh vảy (Lepidoptera). + Cấu tạo: 5
7. Có 5 phần hàm trên, hàm dưới, môi trên, môi dưới và lưỡi. Miệng hút:Từ miệng gặm nhai biến hóa thành miệng hút. Đặc điểm chung của loại miệng này là các chi phụ đều kéo dài để thích nghi cho việc lấy thức ăn ở dạng lỏng. Loại này có nhiều kiểu biến dạng: miệng gặm hút, miệng chích hút, miệng hút, miệng dũa hút, miệng liếm hút, miệng cứa liếm. Căn cứ vào vị trí của miệng ở đầu mà chia đầu côn trùng thành các kiểu: + Đầu miệng trước: trục dọc của đầu thẳng hàng với trục dọc của cơ thể, thường kiểu miệng gặm nhai, ăn thức ăn rắn, ăn thịt hoặc ăn thực vật; khi gây hại thường để vết tích rõ ràng. + Đầu miệng dưới: trục dọc của đầu gần vuông góc với trục dọc của cơ thể; loại này thường có kiểu miệng gặm nhai, ăn thức ăn rắn. + Đầu miệng sau: trục dọc của đầu và trục dọc của cơ thể tạo thành góc nhọn rất hẹp. Thường là miệng kiêu chích hút, khi phá hại cây trồng thường để lại vệt thâm.Ví dụ: ve sầu, bọ rầy. 2.3.2. Ngực và chi phụ của ngực 2.3.2.1. Cấu tạo cơ bản của ngực Ngực là trung tâm của sự vận động. Ngực chia làm 3 đốt: Đốt ngực trước (gần đầu), đốt ngực giữa, đốt ngực sau. Mỗi đốt ngực cấu tạo từ 4 mảnh cứng phép lại với nhau: mảnh lưng, mảnh bụng, 2 mảnh bên . Phía dưới 2 bên (phía mảnh bên) mỗi đốt ngực có 1 đôi chân, ở phía trên của mảnh 2 bên của đốt ngực giữa và đốt ngực sau mỗi đốt có 1 đôi cánh. 2.3.2.2. Chi phụ của ngực Ngực có 2 chi phụ: chân và cánh. * Chân ngực gồm 5 đốt: đốt chậu, đốt chuyển, đốt chày, đốt bàn chân, đốt cuối bàn chân (móng, vuốt) - Chân côn trùng có thể thay đổi nhiều tùy loài phù hợp với chức năng cũng như điều kiện sống. - Chức năng: chủ yếu là vận động đi lại, bám đậu. Ngoài ra có loài dùng để bắt mồi, lấy phấn . - Dựa vào chức năng của chân ngực có thể chia các kiểu chân ngực sau: - Chân bò: dán, bọ rùa. - Chân nhảy: châu chấu, dế mèn. 6
8. - Chân bắt mồi: chân ngực trước của bọ ngựa. - Chân đào bới: dế dũi, bọ hung. - Chân bơi: chân sau của niềng niềng. - Chân kẹp leo: rận, chấy . - Chân bám hút: chân trước của niềng niễng. - Chân lấy phấn: ong mật. *Cánh côn trùng + Chức năng của cánh: Phát tán kiếm ăn, tìm đôi giao phối, trốn tránh kẻ thù. Ngoài ra ở 1 số loài cánh còn có chức năng khác như: Điều chỉnh nhiệt độ cơ thể (ong mật), phát ra tiếng kêu dẫn dụ sinh học (châu chấu), bảo vệ cơ thể (bọ cánh cứng), dự trữ không khí (niềng niễng). + Cấu tạo - Hầu hết côn trùng trưởng thành đều có cánh (trừ côn trùng lớp phụ không cánh (Apterygota) và một số loài cánh thóai hóa). - Cánh được hình thành là do da 2 bên của mảnh lưng ngực phát triển kéo dài ra. - Cánh côn trùng cấu tạo bởi 2 tầng bằng biểu bì chất màng, cánh có hình tam giác. - 3 cạnh: mép trước, mép ngoài, mép sau. - 3 góc: góc đỉnh, góc mông, góc vai. - Để thích nghi cho việc bay lượn và gấp cánh trên cánh có một số đường nếp gấp chia cánh ra một số khu vực: khu nách, khu cánh, khu mông, khu đuôi. - Trên cánh côn trùng có nhiều mạch cánh (gân cánh) nối với nhau có tác dụng làm giá chống đỡ. Hai nhà khảo cổ côn trùng học Consta và Neetham căn cứ vào hóa thạch của cánh côn trùng đã xây dựng nên một hệ thống mạch cánh. Cho đến nay cánh côn trùng biến đổi, mỗi họ, loài đều có hệ thống mạch cánh riêng, đặc trưng. Hệ thống mạch cánh là cơ sở phân loại côn trùng. - Để đảm bào sự hoạt động nhịp nhàng, thuận lợi giữa 2 đôi cánh trong khi bay một số loài ở cánh còn có cấu tạo đặc biệt đó là dãy gai móc cánh và gai cài. - Cánh côn trùng khi không hoạt động thì xếp bằng hay chếch trên lưng, hoặc xếp dựng đứng. - Tùy thuộc vào chất cấu tạo nên cánh côn trùng mà chia các dạng cánh: - Cánh màng: chuồn chuồn, ong. - Cánh cứng: bọ hung, xén tóc. 7
9. - Cánh nửa cứng: bọ xít. - Cánh da: dán, châu chấu. - Cánh phấn (cánh vảy) là cánh màng nhưng trên cánh có lớp phấn: bướm. - Cánh tơ: hẹp, dài, xung quanh có nhiều lông dài. 2.3.3. Bụng và chi phụ của bụng 2. 3.3.1. Bụng côn trùng + Cấu tạo: Bụng côn trùng có 6 - 12 đốt. Mỗi đốt bụng có mảnh lưng, mảnh bụng. Hai bên là phần màng mỏng co giàn được. Các đốt bụng ghép với nhau theo nguyên tắc đốt sau lồng vào trong đốt trước, giữa các đốt bụng có một vòng màng mỏng có tính đàn hồi. Vì vậy bụng côn trùng có thể co ngắn, giản ra, phồng lên, xẹp xuống dễ dàng, có lợi cho hô hấp, chứa đựng và phát triển trứng. Hình dáng, kích thước và số đốt bụng thay đổi tùy loài. Bụng chứa các bộ máy, chủ yếu là bộ máy tiêu hóa, sinh dục. + Các kiểu bụng côn trùng: 2 kiểu. - Kiểu bụng thắt là kiểu bụng có đốt thứ 1 thắt lại. Ví dụ: bộ cánh màng. - Kiểu bụng không thắt có đốt bụng 1 phát triển bình thường. 2.3.3.2. Chi phụ của bụng: gồm lông đuôi, bộ phận sinh dục ngoài và chân bụng * Lông đuôi: là chi phụ của đốt bụng thứ 11 (đốt bụng cuối). Lông đuôi côn trùng phần lớn là cơ quan cảm giác. - Lông đuôi chia đốt, dài, mảnh: phù du. - Lông đuôi ngắn, hình tham giác: châu chấu. * Chân bụng: chỉ có ở thời kỳ ấu trùng, thời kỳ trưởng thành thi chỉ có ở côn trùng nguyên thủy. Chân bụng của ấu trùng ở nhiều bộ khá phát triển. Thường có số lượng từ 2-5 cặp. *Bộ phận sinh dục ngoài + Bộ phận sinh dục ngoài của con đực ở đốt bụng thứ 9, 10. Mảnh bụng của đốt bụng thứ 9 lõm vào tạo thành 1 xoang sinh dục, chủ yếu gồm dương cụ và bộ phận cặp âm cụ + Bộ phận sinh dục ngoài của con cái: bộ phận đẻ trứng, nằm ở đốt bụng 8, 9; cấu tạo có các phần chính: một đôi phiến đẻ trứng dưới (phiến đẻ trứng bụng hoặc van đẻ trứng 1) do chi phụ đốt 8 hình thành, một đôi phiến đẻ trứng giữa (phiến đẻ trứng trong) do chi phụ của đốt 9 hình thành, một đôi phiến đẻ trứng trên (phiến đẻ trứng lưng) do chi phụ của đốt thứ 10 hình thành. Bộ phận đẻ trứng thường do 2 trong 3 8
10. đôi phiến đẻ trứng cấu tạo nên gọi là ống đẻ trứng. Tùy thuộc vào từng loài côn trùng mà ống đẻ trứng phát triển hoặc không phát triển. 2.3.4. Da và vật phụ của da 2.3.4.1 . Chức năng và cấu tạo + Chức năng: Bao bọc cơ thể, đảm bảo cho cơ thể có hình dạng nhất định vững chắc, cung cấp chổ cho các cơ bám, ngăn ngừa sự bốc hơi nước, bảo vệ các cơ quan, bộ máy bên trong, tránh được những tổn thương cơ giới và xâm nhập của vi sinh vật và vật chất có hại. Ngoài ra trên da có nhiều cơ quan cảm giác. + Cấu tạo: có 3 lớp Lớp biểu bì: là lớp ngoài cùng của cơ thể côn trùng. - Là sản phẩm bài tiết của nội bì, không có cấu tạo tế bào nên không có sự sống. Đây là lớp dày nhất của da côn trùng. - Biểu bì chia làm 3 lớp: biểu bì trên, biểu bì ngoài, biểu bì trong. Biểu bì trên (mỏng nhất) gồm có tầng men, tầng sáp, tầng polifenol, tầng culiculin có tác dụng bảo vệ cơ thể côn trùng. Việc sử dụng thuốc hóa học phụ thuộc vào tầng này. Độ dài mỏng của tầng này phụ thuộc vào loài côn trùng, giai đoạn phát dục. Trong một loài thì sâu non mới nở hoặc mới lột xác chưa có lớp sáp và men - dùng thuốc hóa học tiếp xúc để tiêu diệt. Biểu bì ngoài: thành phần chính là kitin và protein biến tính. Protein chủ yếu là scleotin, không tan trong nước. Đây là phần cứng nhất của da côn trùng. Biểu bì trong: Thành phần chủ yếu là kitin và protein, protein phần lớn là actropochin (có thể hòa tan trong nước). Thành phần quan trong nhất của biểu bì là kitin. Kitin là đặc trưng của da côn trùng và động vật chân khớp. Đặc điểm của kitin là rất bền vững, không tan trong nước, trong dung môi hữu cơ, kiềm và axít loãng. Ngoài ra da côn trùng còn có protein và một số chất hữu cơ khác. Lớp nội bì - Đây là một lớp tế bào đơn, có hình trụ, là một lớp tế bào sống. Xen kẻ có các tế bào có chức năng đặc biệt như tế bào lông, tế bào hình thành các tuyến, tế bào màu. - Chức năng: tiết ra dịch tiêu hóa lớp biểu bì cũ và hấp thu trở lại những chất đã tiêu hóa để tạo ra lớp biểu bì mới; có khả năng hàn gắn vết thương; một số tế bào nội bì phân hóa thành cơ quan cảm giác, các tuyến. 9
11. Lớp màng đáy: là màng mỏng dính sát ngay dưới đáy lớp tế bào nội bì, là nơi tập trung các đầu mối thần kinh cảm giác. 2.3.4.2. Vật phụ của da và tuyến Vật phụ của da: Bề mặt của da côn trùng không nhẵn, bằng phẳng mà có chổ lồi lõm. Vật phụ ngoài da là những vật lồi lõm dài trên da. Có 2 loại vật phụ da: vật phụ phi tế bào (sóng nổi, mấu lồi, gai ốc, các lông nhỏ trên cánh), vật phụ có cấu tạo tế bào (lông cứng, vảy) Tuyến của côn trùng: Do 1 hoặc nhiều tế bào nội bì hình thành, chúng phân bố rải rác trên da, trong cơ thể và tiết ra những chất khác nhau có tác dụng nhất định. Dựa vào chức năng chia thành các tuyến: tuyến môi dưới, tuyến sáp, tuyến lột xác, tuyến mùi. Màu sắc da côn trùng: Do sự tác động qua lại giữa sóng ánh sáng và kết cấu của da, da côn trùng có nhiều màu sắc. Dựa vào phương thức tác động tạo màu sắc chia thành 3 loại màu sắc cơ bản: màu sắc hóa học (sắc tố), màu sắc vật lý (màu cấu trúc), màu sắc hỗn hợp (màu sắc hóa học + vật lý). * Màu sắc có ý nghĩa lớn đối với đời sống côn trùng: hấp dẫn các cá thể khác giới, ngụy trang. 10
12. BÀI 3 SINH LÝ GIẢI PHẨU CÔN TRÙNG 3.1. Khái niệ m Sinh lý giải phẫu côn trùng là nghiên cứu về cấu tạo và hoạt động của các bộ máy bên trong cơ thể côn trùng. 3.2. Thể xoang côn trùng và vị trí của các bộ máy bên trong cơ thể côn trùng Thể xoang côn trùng là khoảng không gian được giới hạn bởi vỏ cơ thể côn trùng, bên trong có chứa các bộ máy và được lấp đầy máu. Thể xoang liên tục theo chiều dọc. Khi cắt ngang cơ thể thì thể xoang được ngăn cách bởi 2 màng ngăn: màng ngăn lưng (phía trên) và màng ngăn bụng (phía dưới). Hai màng ngăn này chia thể xoang của côn trùng thành 3 phần: xoang máu lưng, xoang máu bụng và xoang máu ruột. - Bộ máy tuần hoàn gồm 1 mạch máu chính và 1 chuỗi tim nằm ớ xoang máu lưng. - Bộ máy thần kinh là một chuỗi hạch thần kinh gắn với vách dưới của xoang máu bụng. - Bộ máy tiêu hóa, bài tiết. sinh dục nằm xoang ruột. - Bộ máy hô hấp là một hệ thống ống khí quản phân nhánh hình rễ cây đi lên lõi khắp cơ thể và đi đến tận từng tế bào. - Hệ cơ của côn trùng thường tập trung ở các cơ quan vận động như cánh, chân (tập trung ở phần ngực). - Ngoài ra xoang cơ thể còn chứa các thể mỡ, là cơ quan dự trữ và bài tiết. 3.3. Cấu tạo chi tiết của các hộ máy 3.3.1. Hệ cơ - Cơ côn trùng gồm có cơ vỏ và cơ nội quan đều là cơ vân. - Về sắp đặt: 1 đầu cơ bám vào 1 mấu cố định của vỏ kitin, đầu kia gắn vào cơ quan vận động. - Hệ cơ của côn trùng có khả năng hoạt động cùng một lúc, do đó lực tuyệt đối của cơ côn trùng rất lớn, chúng có thể mang vật nặng hơn nó 14 - 25 lần, có nhiều trường hợp côn trùng nhảy cao và dài gấp nhiều lần chiều dài cơ thể (châu chấu, rầy, bọ xít ).Vì vậy côn trùng có thể trốn tránh kẻ thù, di chuyển, lây lan nhanh dễ gây 11
13. thành dịch. 3.3.2. Bộ máy tiêu hóa 3.3.2.1. Cấu tạo Bộ máy tiêu hóa là một ống dài chạy dọc cơ thể từ miệng đến hậu môn. Căn cứ vào cấu tạo chức năng, nguồn gốc chia làm 3 phần: ruột trước, ruột giữa, ruột sau. + Ruột trước: gồm từ miệng - hầu - thực quản - diều- dạ dày, có nguồn gốc ở lá phôi ngoài. Ruột trước có 3 lớp, bên trong có chứa kitin, không cho các chất hòa tan trong nước thấm qua ruột trước, không có khả năng hấp thụ thức ăn. +Ruột giữa: có nguồn gốc từ lá phôi trong, là 1 ống thẳng hoặc túi phình to hoặc dạng ống ngoằn ngoèo, không có cơ quan phụ. Phía trước có nhiều nhánh kéo dài gọi là túi thừa (manh tràng). Trong túi thừa có nhiều vi sinh vật. Đây là những loài vi sinh vật cộng sinh giúp đỡ côn trùng trong quá trình tiêu hóa. Trong ruột giữa có màng mỏng và trên đó có nhiều sợi lông, tăng tiết diện hấp thu các chất dinh dưỡng. Vách trong của ruột giữa không phủ kitin, do đó ruột giữa có nhiệm vụ tiêu hóa thức ăn, hấp thụ và đẩy chất cặn bã ra ruột sau. Ruột giữa có chứa các loại men do các tế bào vách ruột tạo nên, những tế bào này có khả năng chọn lọc, thẩm thấu hoặc hấp thu các chất dinh dưỡng chuyển vào xoang cơ thể. + Ruột sau: có nguồn gốc lá phôi ngoài, gồm ruột non, ruột già và ruột thẳng. Ruột sau không có chức năng tiêu hóa vì vách trong cửa ruột có lớp kitin bao phủ. Ruột sau có chức năng: tạm giữ thức ăn đã tiêu hóa, gạn nước và muối khoáng trước khi phân thải ra. 3.3.2.2. Những biến đổi của cơ quan tiêu hóa - Cấu tạo bộ máy tiêu hóa như trên là đại diện cho côn trùng miệng gặm nhai, ăn thức ăn rắn. Tuy nhiên trong tự nhiên cơ quan tiếu hóa của côn trùng có sự biến đổi lớn, khác nhau tùy từng loài, từng pha phát dục trong loài, phương thức sinh sản và đặc điểm dinh dưỡng. Ví dụ: sâu non, bướm - Sự thay đổi rất lớn ở ống tiêu hóa của côn trùng chích hút, ăn thức ăn lỏng: dạ dày cơ biến thành buồng lọc, cuống họng tạo thành bơm hút, khi thức ăn qua buồng lọc thì sẽ lọc bớt nước làm tăng hàm lượng dinh dưỡng (đường, đạm) trong thức ăn. - Đối với côn trùng sống trong nước, một số loài phần dạ dày phát triển thành túi khí, tạo điều kiện thuận lợi cho côn trùng khi bơi lội. - Các loài côn trùng ký sinh trong, trong thời kỳ sống trong ký chủ thì phần ruột giữa thường phồng lên. Trong thời gian này không thải phân, kết thúc thời kỳ sâu non 12
14. phần ruột giữa thông với ruột sau, lúc này côn trùng thải một lượng phân rất lớn vào cơ thể ký chủ làm cho ký chủ bị ngộ độc, chết. - Đối với côn trùng sống thành xã hội thì ngoài diều riêng cho từng cá thể thì chúng có diều chung và có hiện tượng mớm thức ăn lần nhau để bổ sung cho nhau men tiêu hóa hoặc thức ăn cần thiết mà con khác không có. 3.3.2.3. Các tuyến tiêu hóa: có các loại men chính - Men cacbohidraza có nhiều trong tuyến nước bọt, có tác dụng phân hủy đường đa thành đường đơn (sacaroza, amilaza, mantoza ). - Men proteaza do các tế bào vách trong của ruột giữa tiết ra, phân huỷ protein thành axít amin. - Men lipaza do ruột giữa tiết ra, phân hủy lipit thành glixerin và axít béo. Ngoài ra tùy chế độ ăn uống mà một số loài côn trùng còn có men invectaza tiêu hóa chất sáp, chất sừng 3.3.2.4. Quá trình tiêu hóa - Sự tiêu hóa gluxit, lipit, protein chủ yếu ở ruột giữa. Nhóm men proteaza mà chủ yếu là triptaza hoạt động ở môi trường kiềm. - Một số loài côn trùng quá trình tiêu hóa được thực hiện là do các vi sinh vật cộng sinh trong cơ thể côn trùng tiết ra các men đặc biệt để phân giải các thức ăn mà côn trùng không sử dụng được. - Một số loài tiêu hóa ngoài ruột 3.3.2.5. Ý nghĩa của việc nghiên cứu bộ máy tiêu hóa - Có tác dụng trong việc lựa chọn thuốc trừ sâu nhất là thuốc trừ sâu vị độc. 3.3.3. Bộ máy hô hấp 3.3.3.1. Cấu tạo - Côn trùng hô hấp bằng hệ thống ống khí quản. Một số bộ côn trùng (Collembola, Protara) không có cơ quan hô hấp riêng biệt mà chúng thực hiện hô hấp qua da. - Hệ thống ống khí quản được hình thành do tầng phôi ngoài tạo nên, phân nhánh, phân bố khắp cơ thể. Ống khí quản thông ra ngoài bằng lỗ thở. Ở mỗi đốt cơ thể có 2 lỗ thở. - Khí quản có cấu tạo giống vỏ da côn trùng, vách trong có màng intim bằng kitin, mặt trong intim có gờ xoắn ốc có tác dụng co giản dễ dàng, không gãy bẹp khi côn trùng vận động. 13
15. - Hệ thống khí quản phân nhánh tạo thành ống khí quản dọc bên, dọc lưng, dọc bụng. Khí quản phân nhánh nhỏ đến tận từng tế bào gọi là vi khí quản. Vi khí quản có đường kính nhỏ (khoảng 1µ), không có gờ kinh xoắn ốc. 3.3.3.2. Hoạt động của bộ máy hô hấp: 2 phương thức + Phương thức khếch tán (thụ động): Do sự chênh lệch về nồng độ O2 và CO2 bên trong và bên ngoài cơ thể dẫn đến sự chênh lệch về áp suất riêng. + Phương thức thông gió (chủ động): Dựa vào sự co bóp của hệ thống cơ và các đốt cơ thể làm cho máu thay đổi áp suất trong khí quản, thành ống khí quản phồng lên xẹp xuống, lỗ thở mở ra, đóng vào, không khí được đưa vào hoặc đẫy ra cơ thể. - Ở vi khí quản thi côn trùng hô hấp theo hình thức khác. Đó là hình thức mao dẫn nhờ cột dịch, do nhà sinh lý học người Anh, W.B Wigglesworth (l953) phát hiện ra. - Toàn bộ hoạt động hô hấp của côn trùng là do chuỗi hạch thần kinh ngực, bụng chi phối. 3.3.3.3. Những biến đổi của bộ máy hô hấp - Đối với côn trùng sống không hoàn toàn dưới nước, lấy không khí ở trên mặt nước. Nhóm côn trùng sống hoàn toàn trong nước thì có khả năng lấy O2 trong nước: hô hấp bằng mang khí quản. - Đối với côn trùng ký sinh ở bên trong thì có khả năng sử dụng O2 của ký chủ 3.3.3.4. Những yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động hô hấp của côn trùng - Khi làm việc thì hô hấp mạnh hơn. - Nồng độ O2 và CO2 : khi nồng độ CO2 trong cơ thể tăng thì cường độ hô hấp tăng. - Nhiệt độ: ở phạm vi nhiệt độ nhất định thì khi nhiệt độ tăng dẫn đến trao đổi chất tăng, cần nhiều O2 nên hô hấp tăng. Nhiệt độ cao thì lỗ thở phải mở nhiều để đưa nhiệt ra ngoài. Nếu nhiệt độ quá cao thì ngừng hô hấp. - Giai đoạn sinh trưởng và phát triển của côn trùng: Các giai đoạn hình thành các tổ chức của cơ thể thì hô hấp mạnh. Các giai đoạn các tổ chức ở thời kỳ hòa tan thì hô hấp giảm. 3.3.3.5. Ý nghĩa của việc nghiên cứu bộ máy hô hấp - Áp dụng cho việc sử dụng các loại thuốc xông hơi diệt côn trùng - Bịt lỗ thở của côn trùng. Ví dụ: dùng dầu hỏa trừ rầy nâu hại lúa. 3.3.4. Bộ máy tuần hoàn 3.3.4.1. Cấu tạo - Cấu tạo đơn giản, thuộc kiểu hở: máu di chuyển trong một đoạn ống tuần hoàn, sau 14
16. đó tràn ngập ra khắp cơ thể, rồi vào đoạn tuần hoàn. - Chủ yếu là mạch máu lưng ở xoang máu lưng và chia thành 2 phần: động mạch và chuỗi tim. 3.3.4.2. Hoạt động tuần hoàn - Sự tuần hoàn của máu côn trùng được thực hiện qua sự co bóp nhịp nhàng của chuỗi tim và sự hoạt động của các cơ đính 2 bên buồng tim. Khi tim giản ra thì máu từ trong xoang cơ thể đi vào buồng tim qua cửa tim và khi tim bóp lại thì máu ở buông tim sau đổ vào buồng tim trước rồi đổ vào động mạch đi đến xoang đầu. Nhờ sự vận chuyển gợn sóng của màng ngăn bụng máu từ xoang đầu chuyển về phía sau cơ thể, lúc đó buồng tim lại giản ra và máu lại vào buồng tim qua cửa tim. Buồng tim hoạt động cùng chu kỳ nhưng lệch pha với buồng tim bên cạnh, tức là buồng tim sau bóp thì buồng tim trước giản. Máu được chuyên từ sau ra trước theo hình gợn sóng. 3.3.4.3. Chức năng của máu côn trùng - Máu côn trùng là một chất lỏng hơi dính bao gồm huyết tương và tế bào máu. Máu côn trùng thường không có màu đỏ. Chỉ riêng họ muỗi chỉ hồng (Chiromonidae) có chứa các hạt protein màu hồng. Máu côn trùng có màu vàng, xanh nhạt hoặc không màu. + Chức năng của máu: - Chuyển vận các chất dinh dưỡng đi khắp cơ thể và đưa các chất cặn bã đến cơ quan bài tiết. Máu chứa các hoormon, kích thích tố, nội tiết tố giữa vai trò trong điều chỉnh sinh lý, bảo đảm sự liên hệ của côn trùng và ngoại cảnh. - Chức năng hô hấp là không đáng kể vì thể tích chứa O2 của máu ít và tính ít hòa tan của máu đối với O2. Máu chỉ có tác dụng cơ giới trong hoạt động hô hấp (gây áp lực). - Chức năng cơ học: tạo nên nội áp suất cần thiết nên cơ thể sâu non giữ hình dạng nhất định, cánh của côn trùng có thể duỗi ra, cơ thể có thể lột xác. - Chức năng miễn dịch bằng các thực khuẩn thể hoặc miễn dịch thể. - Chức năng bảo vệ: bằng cách tự loại bỏ ra ngoài những chất độc (châu chấu) hoặc tiết ra các chất độc chống lại kẻ thù (họ ban miêu) 3.3.4.4. Độ nhiệt cơ thể côn trùng - Thân nhiệt cơ thể côn trùng không ổn định. Côn trùng là động vật biến nhiệt. Thân nhiệt thay đổi do trao đổi chất sản sinh ra năng lượng hoặc do môi trường bên ngoài (mặt trời, nhà cửa, kho tàng ), trong đó môi trường bên ngoài là quan trọng nhất. 15
17. - Côn trùng hoạt động trong giới hạn nhiệt độ từ 10 – 45oC, thích hợp nhất là 25 – 35o C. 3.3.4.5. Các nhân tố ảnh hưởng - Ở các loài côn trùng khi tuổi nhỏ thì nhịp đập và lưu thông máu càng lớn. - Một số chất hóa học có ảnh hưởng đến hoạt động tuần hoàn. Ví dụ: cyanhydric làm nhịp tim đập chậm lại, nicotin thì làm tim đập hỗn loạn. 3.3.5. Bộ máy bài tiết - Nhiệm vụ của bộ máy bài tiết là gạn lọc và thải các chất cặn bã khó hòa tan ở trong máu ra ngoài hoặc bài tiết những chất cần thiết cho hoạt động sinh lý của cơ thể. - Bộ máy bài tiết chia làm 2 nhóm: ngoại tiết và nội tiết. 3.3.5.1. Nhóm ngoại tiết - Đào thải các chất cặn bã trong máu ra ngoài, đảm bảo cho cơ thể có trạng thái sinh lý ổn định. Chất bài tiết ra ngoài chủ yếu là hợp chất trung gian có đạm sản sinh ra trong quá trình đồng hóa và dị hóa protein, ví dụ: axit uric (C5 H4NO3), muối urat, muối oxalat,. muối cacbonat Các chất này nếu tích lũy trong cơ thể thì sẽ gây độc. Quá trình này xảy ra liên tục trong cơ thể và được thực hiện nhờ hệ thống ống manpighi thể mỡ và tế bào quanh tim. + Bài tiết qua hệ thống ống manpighi - Cấu tạo: là những ống dài, một đầu bịt kín lơ lững trong xoang ruột, một đầu gắn vào đoạn chuyển tiếp giữa ruột giữa và ruột sau. - Vị trí, số lượng và cấu tạo của ống manpighi thay đổi tùy theo loài. - Đặc điểm quan trọng nhất là ống này có tính bán thấm, nhờ thế nó quyết định quá trình bài tiết. - Ngoài khả năng thải axit uric thì ống manpighi còn có chức năng thải H3PO4, H2 SO4, HNO3, hoặc một số axit khác + Bài tiết qua thể mỡ - Các thể mỡ nằm rải rác trong xoang cơ thể, thường phân bố quanh ruột hoặc dưới da. Nhiệm vụ của thể mỡ là hấp thu lượng chất có hại trong máu (vi dụ: axít uric, muối urat ) và giữ cho đến khi nào trong máu hết các chất có hại thì nó tự giải phóng đưa chất có hại vào máu để thải ra ngoài bằng ống manpighi hoặc loại bỏ khi sâu non hóa nhộng. + Tế bào quanh tim cũng tham gia vào quá trình bài tiết, có chức năng hấp thụ và 16
18. tích lũy chất cặn bã và đưa các chất cặn bã này ra ngoài nhờ ống manpighi. + Ngoài ra côn trùng có thể bài tiết qua quá trình lột xác chất kitin cũ và các sắc tố melanin. + Các tuyến bài tiết ngoại tiết: Tuyến ngoại tiết có nguồn gốc từ tầng phôi, có thể tham gia vào việc tiêu hóa (tuyến nước bọt, tuyến ruột giữa), tiết chất bảo vệ cơ học (tuyến sáp, tuyến tơ), các chất bảo vệ hóa học (châm độc, chất có mùi hôi xua đuổi kẻ thù), các chất hấp dẫn đực cái. Tiết ra ngoại tiết tố (pheromone) giúp cho việc ổn định hành vi của côn trùng. 3.3.5.2. Nhóm nội tiết Bài tiết nội tiết chỉ xẫy ra theo yêu cầu hoạt động sinh lý của cơ thể và được hoạt động nhờ các tuyến nội tiết. Có 4 loại tuyến nội tiết đã được nghiên cứu: - Tế bào thần kinh tiết của não thùy tiết ra hoocmon não điều hòa và kích thích hoạt động của các tuyến ngực trước. Khi tuyến này ngừng hoạt động ở sâu non thì sự phát triển ngừng lại và côn trùng ngừng phát dục. - Tuyến ngực trước là đôi tuyến nằm ở mặt bụng của ngực trước. Tuyến này tiết ra hoocmon Ecdizon (C18 H30O4 ) làm mất đình dục và làm sâu non lột xác, điều hòa phát triển của sâu non. - Tuyến não (tuyến thể cạnh hầu) ở phía trước ruột trước, dưới não thùy, là đôi tuyến tiết hoocmon sinh trưởng, kìm hãm sự biến thái. - Thể cacdiaca (tuyến thể cạnh tim) có ở sâu non và trường thành. Chức năng chưa được nghiên cứu rõ. 3.3.6. Bộ máy thần kinh 3.3.6.1. Nhiệm vụ Nhiệm vụ của bộ máy thần kinh là điều hòa và khâu nối các hoạt động của cơ thể thành một thể thống nhất và là môi giới trung gian giữa cơ quan cảm giác và các cơ quan khác. 3.3.6.2. Cấu tạo - Có 3 hệ thống: thần kinh trung ương, thần kinh ngoại vi và thần kinh giao cảm. Cả 3 hệ thống đều được cấu tạo từ các tế bào thần kinh hay gọi là nơron thần kinh (thần kinh nguyên). Thùy thần kinh có một nhánh chính và nhiều nhánh phụ, chúng dẫn truyền các kích thích và hình thành các dây thần kinh. Nhờ có chúng mà có mối liên hệ giữa hệ thần kinh và các cơ quan khác. - Các tế bào thần kinh được tiếp xúc với nhau ở sinapse. Sự dẫn truyền các xung động thần kinh từ tế bào này sang tế bào khác xảy ra ở sinapse. 17
19. + Thần kinh nguyên có 3 loại: thần kinh cảm giác, thần kinh vận động và thần kinh liên hệ. - Tế bào thần kinh cảm giác nằm ở ngoài hệ thần kinh trung ương, thường ở ngoại vi cơ thể và là thành phần của các cơ quan nhận cảm. - Tế bào thần kinh vận động nằm ở hệ thần kinh trung ương. Nhiệm vụ truyền mệnh lệnh của thần kinh trung ương đến cơ quan vận động (cơ quan đáp ứng). - Tế bào thần kinh liên hệ nằm ở các trung tâm. Nhiệm vụ là truyền các kích thích từ tế bào thần kinh này đến tế bào thần kinh khác. +Thần kinh trung ương Gồm hai hệ thống: hạch thần kinh đầu và hạch thần kinh bụng. - Hạch thần kinh đầu: hạch trên hầu (hạch não) và hạch dưới hầu (hạch hầu). Hạch trên hầu gồm hạch não trước, hạch não giữa và hạch não sau. Hạch não trước là trung tâm thần kinh mắt đơn, mắt kép. Hạch não giữa là trung tâm thần kinh râu đầu. Hạch não sau là trung tâm thần kinh vùng trán và chân môi. Hạch dưới hầu hình thành do sự kết hợp của 3 hạch thần kinh hàm, chi phối phần phụ miệng và phần trước của ống tiêu hóa. - Hạch thần kinh bụng được nối với nhau bằng các dây hạch dọc và ngang. Ở côn trùng nguyên thủy hạch thần kinh bụng có 3 hạch ngực và 8 hạch bụng, nhưng ở côn trùng tiến hóa thì số lượng hạch ít hơn. + Thần kinh ngoại vi - Gồm các dây thần kinh nối hệ thần kinh trung ương và hệ thần kinh giao cảm, và các tế bào thần kinh cảm giác, rải rác có các đầu mút thần kinh tự do rải khắp cơ thể. + Thần kinh giao cảm - Điều hòa hoạt động của các nội quan và hệ cơ. Cấu tạo phức tạp, chia làm 3 phần: miệng, dạ dạy, bụng và đuôi. Ở mỗi phần có các dây thần kinh và hạch, hạch cuối cùng là giao cảm. 3.3.6.3. Hoạt động thần kinh của côn trùng Bao gồm hiện tượng hưng phấn và kìm hãm. - Cung phản xạ: đường dẫn truyền kích thích từ cơ quan nhận cảm đến trung tâm và từ trung tâm đến cơ quan đáp ứng. - Cung phản xạ gồm một quá trình cơ quan cảm giác nhận kích thích phát sinh hưng phấn. Nơron cảm giác truyền hưng phấn thần kinh về thần kinh trung ương dưới dạng các xung động thần kinh. Thần kinh trung ương nhận tín hiệu và phát sinh 18
20. mệnh lệnh, nơron thần kinh vận động truyền các mệnh lệnh xuống cơ quan vận động (cơ quan đáp ứng). Cơ quan vận động phát sinh phản ứng trả lời lại kích thích đó. Phản ứng đáp lại gọi là phản xạ (bản chất là phản ứng của các cơ). - Hưng phấn có bản chất điện hóa học, thực hiện được qua sự biến đổi điện thế ở tế bào thần kinh và dây thần kinh. Do đó hưng phấn truyền theo làn sóng, tế bào thần kinh hưng phấn bài tiết một số chất trong đó có axetincolin. Nhờ có axetincolin hưng phấn mới truyền qua được sinapse và các tế bào bên cạnh và xa hơn. Axetincolin chỉ xuất hiện trong thời gian rất ngắn khi có rung động thần kinh. Sau đó lượng dư thừa sẽ được khử nhanh bởi men colinestaraza. - Kìm hãm là hiện tượng ngược lại. Hưng phấn và kìm hãm là thống nhất, khi hưng phấn quá mạnh thì xẫy ra hiện tượng kìm hãm. Tóm lại: các cung phản xạ hay hoạt động thần kinh của côn trùng chỉ thực hiện khi có xung động thần kinh tức là khi cơ quan cảm giác nhận được kích thích. 3.3.6.4. Hoạt động cảm giác + Cơ quan thị giác: phân bố ở đầu, gồm mắt đơn, mắt kép, mắt bên (có ở sâu non bộ cánh vảy) * Mắt kép: Cấu tạo từ nhiều đơn vị mắt nhỏ xếp sít nhau. - Một đơn vị mắt nhỏ gồm: giáp mạc, tế bào giáp mạc, thủy tinh thể và trụ thị giác. - Nhờ mắt kép mà côn trùng phân biệt được hình dạng, màu sắc chuyển động: khoảng cách và ánh sáng phân cực. - Cấu tạo mắt của côn trùng hoạt động ban ngày khác với côn trùng hoạt động ban đêm, mắt côn trùng ăn đêm có thu thu nhận được nhiều ánh sáng hơn. *Mắt đơn:Thường giữa hai mắt kép, ở trán hoặc ở đỉnh. - Cấu tạo: chỉ có một thủy tinh thể bằng cutin. - Chức năng: điều hòa chuyển động, kích thích mắt kép tăng cường phản ứng quang động. - Có loài mắt đơn phát triển (chuồn chuồn), có loài không có mắt đơn. +Cơ quan khứu giác: Phân bố ở râu đầu, môi trên, môi dưới. - Nhờ có cơ quan khứu giác mà côn trùng tìm được thức ăn, tìm đôi giao phối, tìm nơi đẻ trứng - Lợi dụng làm bẫy bả để tiêu diệt côn trùng. + Cơ quan xúc giác 19
21. - Là cơ quan cảm thụ các kích thích cơ giới. Phân bố rải rác khắp cơ thể, trên bề mặt da, các lông cảm giác, râu đầu, cánh - Nhờ cơ quan xúc giác phát triển côn trùng có thể di chuyển, trốn tránh, đảm bảo điều kiện sống. + Cơ quan vị giác - Tập trung chủ yếu ở miệng, nhưng có 1 số côn trùng có ở nơi khác (ở đốt bàn chân: ong, bướm). - Dùng để tìm thức ăn. + Cơ quan thính giác và phát âm - Chỉ có ở một số loài côn trùng phát âm thanh. Ví dụ: ve sầu, một số loài bọ xít - Thu nhận hoặc phát ra âm thanh của các cá thể cùng loài để hấp dẫn giới tính, báo hiệu nguồn thức ăn, tiếp nhận các âm thanh để trốn tránh kẻ thù. 3.3.6.5. Hành vi của côn trùng Là tất cả các phản ứng đáp lại những kích thích của côn trùng trong đời sống của chúng. Thường rất phong phú và đặc trưng cho từng loài. Hành vi bao gồm hoạt động phản xạ không điều kiện và phản xạ có điều kiện. + Phản xạ không điều kiện: Có tính chất bẩm sinh, di truyền từ đời này sang đời khác, là cơ sở cho mọi hoạt động thần kinh của côn trùng. Phản xạ này thay đổi tùy côn trùng phụ thuộc nguồn kích thích hoạt động sinh lý bên trong. Có 2 loại phản xạ không điều kiện: - Phản xạ hướng động (phản xạ xu tính) : Phản xạ côn trùng tránh xa hoặc vận động đến nguồn kích thích. Đây là những hành vi bắt buộc, máy móc không thể cưỡng được. Phản xạ tránh xa nguồn kích thích gọi là phản xạ hướng động âm hay xu tính âm. Phản xạ vận động đến nguồn kích thích gọi là phản xạ hướng động dương hay xu tính dương. Dựa vào nguồn kích thích mà chia phản xạ hướng động làm nhiều loại: hướng động hóa học, sinh học, cơ học, dinh dưỡng, ánh sáng, ẩm độ, áp suất, nhiệt độ Ví dụ: Trưởng thành họ ngài sáng (Pyralidae), bộ cánh vảy (Lepipidoptera) có xu tính dương với ánh sáng; họ ngài đêm (Noctuidae) có xu tính dương với mùi chua ngọt; dán có xu tính âm đối với chất repleten; phản ứng giả chết của côn trùng là xu tính âm đối với kích thích cơ học. - Phản xạ bản năng: Bản năng của côn trùng là một chuỗi phản xạ không điều kiện xảy ra theo một 20
22. trình tự nhất định, phản xạ trước là tiền đề cho phản xạ sau để giải quyết những yêu cầu hoạt động sinh lý của cơ thể. Biểu hiện rõ nhất là phản xạ tìm mồi, tìm nơi đẻ trứng, xây tổ, phản xạ về thông tin Ví dụ: Một số sâu non bộ cánh vảy có thói quen làm kén trước khi hóa nhộng; ong đất Specoidae làm cho các côn trùng khác tê liệt bằng cách châm vào hạch của chuỗi thần kinh bụng. Nếu một trong những khâu trong chuỗi phản xạ không điều kiện bị mất đi hoặc không được thực hiện thì bản năng không được hình thành. Ví dụ: ong đất Specoidae sau khi làm tê liệt con mồi thì nó dùng miệng cắn râu con mồi kéo về tổ để nuôi sâu non, nếu sau khi ong làm tê liệt con mồi ta cắt râu con mồi thì ong bỏ con mồi đó và đi tìm con mồi khác. + Phản xạ có điều kiện: Phản xạ có điều kiện được hình thành khi mới đầu phải có 2 nguồn kích thích cùng tồn tại là kích thích của phản xạ không điều kiện và kích thích của phản xạ có điều kiện, trong đó kích thích của phản xạ có điều kiện phải được lặp đi lặp lại nhiều lần, nếu không phản xạ có điều kiện sẽ mất. Phản xạ có điều kiện có tính chất cá thể và tạm thời, hình thành trong quá trình sống, có thể mất đi, không di truyền cho thế hệ sau. Cơ sở của phản xạ có điều kiện là mối liên hệ tạm thời của các trung tâm khác nhau trong hệ thần kinh trung ương. 3.3.7.8. Bộ máy sinh dục - Nhiệm vụ: bảo tồn nòi giống, làm cho loài tồn tại thông qua sinh sản - Bộ máy sinh dục dùng để phân biệt đực cái. 3.3.7.1. Bộ máy sinh dục cái - Bộ máy sinh dục cái của côn trùng gồm các phần sau: 2 buồng trứng, 2 ống dẫn trứng đơn, 1 ống dẫn trứng chung, túi chứa tinh, tuyến phụ sinh dục, máng đẻ trứng. - Hai buồng trứng là phần phát triển nhất và là bộ phận chủ yếu của bộ máy sinh dục cái. Nó có hình dạng và kích thước khác nhau tùy theo từng loài côn trùng và được cấu tạo bởi các ống dẫn trứng. Số ống dẫn trứng khác nhau tùy loài, thay đổi từ 1 tới 2500 ống. Ví dụ: bộ cánh vảy có 4 ống; ong chúa, mối có 2400- 2500 ống 3.3.7.2. Bộ máy sinh dục đực - Bộ máy sinh dục đực của côn trùng có cấu tạo gồm: 2 tinh hoàn, 2 ống dẫn tinh, túi chứa tinh, ống phóng tinh, thân dương cụ và tuyến phụ . - Tinh hoàn là bộ phận chủ yếu của cơ quan sinh dục đực và thường có hình cầu hay hình thận. Tinh hoàn được cấu tạo bởi nhiều ống tinh hợp lại với số lượng khác nhau tùy theo từng loại côn trùng . 21
23. BÀI 4 SINH VẬT HỌC CÔN TRÙNG 4.1. Các phương thức sinh sản của côn trùng 4.1.1. Phương thức sinh sản hữu tính (lưỡng tính) Là phương thức sinh sản thông thường và phổ biển của côn trùng, thể hiện sự tiến hóa của côn trùng. Là sự kết hợp của 2 cơ thể đực cái. Trứng được đẻ ra ngoài tiếp tục phát dục để thành cá thể mới mang 2n NST. 4.1.2. Sinh sản đực cái cùng cơ thể Là một phương thức sinh sản hữu tính trong 1 cơ thể lưỡng tính. Đây là một sự biểu hiện thích nghi với điều kiện ngoại cảnh bất lợi (Ví dụ: rệp sáp bông Incerya purchasi). Trong tuyến sinh dục cái có cả trứng và tinh trùng, mặt ngoài là các tế bào trứng, mặt trong là tinh trùng, chúng thụ tinh và sinh ra thế hệ mới. 4.1.3. Phương thức sinh sản đơn tính Là phương thức sinh sản không có quá trình thụ tinh, chỉ có 1 giao tử cái tham gia. Con cái sinh ra chỉ có 1n NST. Hiện tượng này do trong quần thề không có cá thể đực, hoặc cá thể đực quá ít, hoặc cá thể đực không có sức sinh sản. Có 3 phương thức sinh sản đơn tính: sinh sản đơn tính ngẫu nhiên, chu kỳ và bắt buộc. - Đơn tính ngẫu nhiên: thực chất là có quy luật nhưng con người chưa quan trắc được, chưa nắm được bản chất. - Đơn tính chu kỳ: sinh sản theo mùa, theo khí hậu. Đây là một hình thức thích nghi với môi trường sống. - Đơn tính bắt buộc: loại sinh sản này hoàn toàn không có sự tham gia của cá thể đực. Sinh sản đơn tính thường gặp ở họ rệp muội Aphidae. 4.1.4. Sinh sản trước lúc trưởng thành (thời kỳ sâu non) Quá trình sinh sản xảy ra trong cơ thể chưa trưởng thành, ống sinh dục chưa phát triển. Buồng trứng ở thời kỳ sâu non đã chín và trứng không cần qua thụ tinh phát dục thành sâu non. Sâu non phát dục trong cơ thể mẹ. Sau khi hoàn thành phát dục thi sâu non đục cơ thể mẹ ra ngoài. Đây là một dạng thích nghi để tăng khả năng bảo tồn nòi giống. Kiểu sinh sản này thường có ở họ muỗi năn (Cecidomyidae) và họ muỗi chỉ hồng (Chironomidae). 22
24. 4.1.5. Hiện tượng thai sinh Đa số côn trùng thường đẻ trứng rồi từ trứng mới nở ra ấu trùng. Tuy nhiên, ở một số cá thể đẻ trực tiếp ra ấu trùng, thậm chí đôi khi là các ấu trùng tuổi lớn sắp hóa nhộng. Hiện tượng này thường gặp ở họ rệp muội (Aphididae), họ ruồi ký sinh (Tachinidae), họ ruồi nhà (Muscidae), bộ cánh tơ (Thysanoptera) và một số loài thuộc bộ cánh cứng (Coleoptera). Đối với hiện tượng thai sinh, sự phát dục bào thai xảy ra ở trong cơ thể mẹ. 4.1.6. Sinh sản đa phôi Sinh sản đa phôi thường gặp ở các côn trùng ký sinh thuộc bộ cánh màng (Hymenoptera). Phương thức sinh sản nhiều phôi này cho phép côn trùng tăng cao khả năng sinh sản của chúng. Số lượng cá thể sinh ra từ 1 trứng rất khác tùy theo từng loại côn trùng, ít nhất là hai và nhiều nhất có thể lên tới 3000. 4.2. Biến thái của côn trùng Là sự thay đổi về đặc điểm cấu tạo bên ngoài và bên trong của cơ thể côn trùng trong quá trình sinh trưởng và phát dục. Có 2 dạng biến thái: biến thái hoàn toàn và biến thái không hoàn toàn. 4.2.1. Biến thái hoàn toàn Quá trình sinh trưởng và phát dục của cơ thể trải qua 4 giai đoạn: trứng - sâu non- nhộng - trưởng thành. Ở loại hình này trưởng thành và sâu non hoàn toàn khác nhau về đặc điểm hình thái, đặc điểm cấu tạo mỗi cơ quan và phương thức sinh sống. Vì vậy cần qua giai đoạn nhộng để hoàn thành sự thay đổi mạnh mẽ đó. Ngoài ra về tập quán sinh sống của sâu non và trưởng thành cũng khác nhau. Ví dụ: sâu non bộ cánh vảy ăn các bộ phận của cây còn trưởng thành chỉ hút mật hoa hoặc không ăn; tuy đều có kiểu miệng nhai nhưng sâu non bọ hung chủ yếu phá hại phần dưới mặt đất còn trưởng thành phá hại trên mặt đất. Biến thái hoàn toàn thường gặp ở côn trùng thuộc bộ cánh cứng (Coleoptera), bộ cánh vảy (Lepidoptera), bộ cánh màng (Hymenoptera), bộ hai cánh (Oiptera). . . Nhóm biến thái hoàn toàn có nhiều dạng sâu non: - Sâu non không chân: cơ thề hoàn toàn không có chân, di chuyển được nhờ có sự co giản của các đốt bụng. Vì dụ: dòi, ong - Sâu non ít chân: chỉ có 3 đôi chân ngực.Ví dụ: sùng đất (sâu non của bọ hung), sâu non của bọ rùa . . . - Sâu non nhiều chân: ngoài 3 đôi chân ngực còn có 4- 6 đôi chân bụng. Ví dụ: tằm, sâu cắn gié lúa, sâu keo hại lúa. . . 23
25. - Sâu non dạng mầm chân: ở đốt ngực và đốt bụng có mầm chân. Ví dụ: sâu non xén tóc hại cam chanh, bore hại cà phê . . . 4.3.3.2. Biến thái không hoàn toàn Quá trình sinh trường và phát dục của cơ thể côn trùng có 3 giai đoạn: trứng- sâu non – trưởng thành. Ở loại hình này sâu non và trưởng thành chỉ khác nhau về kích thước và sự phát triển thuần thục của cơ quan sinh dục và cánh, giai đoạn trưởng thành không còn lột xác, sâu non có 3 đôi chân ngực. Trong loại hình này có 3 dạng biến thái: - Biến thái dần dần: hình thái, tập quán sống, nơi cư trú, thức ăn của trưởng thành và sâu non giống nhau, chỉ khác nhau về độ lớn cơ thể, phát triển cánh, số đốt râu và mức độ phát triển của cơ quan sinh dục. Ví dụ: bộ cánh thẳng (Orthoptera), bộ cánh nửa (Hemiptera). - Biến thái một nửa: hình thái của sâu non và trưởng thành khác nhau, sâu non sống dưới nước trường thành sống trên cạn. Ví dụ: bộ chuồn chuồn (Odonata), bộ cánh úp (Plecoptera) - Biến thái quá độ: trước khi sâu non chuyển thành trường thành có giai đoạn nhộng giả, không ăn, không hoạt động. Đây là một dạng quá độ từ biến thái không hoàn toàn và biến thái hoàn toàn. Vi dụ: rệp Diaspidae, bộ cánh đều (Homoptera), một số loài thuộc bộ cánh tơ (Thysanoptera). Hiểu rõ và xác định đúng côn trùng có biến thái hoàn toàn hay không hoàn toàn có ý nghĩa lớn trong việc phòng trừ sâu hại 4.3. Trứng và sự phát dục của trứng côn trùng 4.3.1. Cấu tạo, hình dạng và kích thước + Cấu tạo: trứng côn trùng là một tế bào lớn, từ ngoài vào trong gồm: - Vỏ trứng: cấu tạo bởi protein và sáp, bề mặt có nhiều dạng vân, khía và màu sắc khác nhau, có tính không thẩm thấu, có tác dụng bảo vệ. Trước khi thụ tinh thì vỏ trứng thường có lỗ trứng để cho tinh trùng đi vào trứng. - Màng lòng đỏ trứng: là màng rất mỏng bao bọc lấy nhân trứng và tế bào chất. - Tế bào chất: gồm lòng trắng và lòng đỏ. - Nhân: khi chưa thụ tinh thì nằm giữa, sau khi thụ tinh thì di chuyển ra phía ngoài. + Hình dáng và kích thước trứng tùy theo loài côn trùng. - Các hình dạng trứng: - Hình cầu: sâu xa hại khoai lang, bướm phượng. . . 24
26. - Hình bánh bao: đục thân lúa cú mèo, sâu cuốn lá lớn hại lúa. . . - Hình trụ: cuốn lá nhỏ hại lúa, sâu gai . . . - Hình lọ: rệp giường . . . - Quả dưa chuột: họ bọ rầy (Jassidae). 4.3.2. Sự phát dục của trứng côn trùng - Tế bào trứng sau khi thụ tinh thì tạo thành hợp tử và nó phân chia theo cơ chế tự nhân đôi tạo thành vô số các tế bào. Những tế bào 2n này di chuyển ra xung quang vỏ trứng để hình thành nhau trứng, lúc này trong trứng vẫn còn có tế bào chất và lòng đỏ. Sau đó nhau trứng dày lên và có quá trình phân cắt lẫn nhau ở phần bụng tạo thành các tầng phôi ngoài, giữa và trong. Tiếp đó tầng phôi dày lên và có hiện tượng chia đốt ở tầng phôi để hình thành các đốt của cơ thể. - Tầng phôi ngoài sẽ cấu tạo nên biểu bì, vật phụ biểu bì, chi phụ, hệ thần kinh, hệ hô hấp, ống manpighi, 1 phần bộ phận sinh dục, đoạn ruột trước và ruột sau. - Tầng phôi giữa và tầng phôi trong thì phát triển để hình thành các tế bào sinh dục, hệ thống cơ hệ tuần hoàn, đoạn ruột giữa. - Khi tầng phôi phân đốt và phát triển thành các cơ quan bên trong và bên ngoài của cơ thể thì sâu non đã phát triển đầy đủ và trứng nở. - Quá trình từ khi trứng được thụ tinh đến sâu non nở (sự phát dục của trứng) phụ thuộc vào điều kiện nhiệt độ vả ẩm độ của môi trường. 4.4. Giai đoạn sâu non 4.4.1. Trứng nở - Sau khi hình thành giai đoạn phát dục trứng, sâu non phá vỡ vỏ trứng chui ra ngoài gọi là trứng nở. - Sâu non mới nở là tuổi 1, lúc này hàm lượng kitin trong da ít, da mềm. Vì vậy tác động biện pháp phòng trừ có hiệu quả, đặc biệt là biện pháp phun thuốc. - Có một số loài sâu non mới nở thường tập trung thành từng ổ từ 4 - 6 h (như sâu đục thân lúa bướm 2 chấm). Đây là thời gian tiến hành bắt hoặc phun thuốc. 4.4.2. Lột xác và sinh trưởng - Sâu non sau khi nở một thời gian thì có lớp da cứng. Qua quá trình tích lũy thức ăn sinh trưởng tới một mức nhất định thì bị hạn chế của da nên cần phải lột bỏ lóp da cũ. Đó là hiện tượng lột xác. Có 2 hình thức lột xác: lột xác sinh trưởng và lột xác biến thái. - Cơ chế của sự lột xác: Hiện tượng lột xác được xẫy ra do tuyến bài tiết nội tiết 25
27. Verson ở lớp tế bào nội bì tiết ra chất dịch lột xác. Chất này có tác dụng hòa tan phần lớn lớp biểu bì cũ, chỉ giữ lại một số chất kitin và protein biến tính đề hấp thu sử dụng trở lại tạo thành biểu bì mới. Lúc đó nhờ sự co giản của hệ cơ, sự tăng huyết áp, sự hút thêm nước và không khí mà cơ thể dồn áp suất từ phía sau lên ngực và đầu làm cho lớp biểu bì cũ bị nứt ra ở đường ngấn lột xác, đường dọc ở mặt lưng và bụng, lúc này cơ thể chui ra khỏi biểu bì cũ. - Côn trùng khi vừa lột xác thì da mềm, màu nhạt, kích thước tăng nhưng không có sự biến đổi đáng kể về hình thái và các cơ quan bên trong. - Số lần lột xác tùy thuộc vào loài côn trùng. - Giữa các cá thể cùng loài thì số lần lột xác giống nhau nhưng có thể thay đổi phụ thuộc vào điều kiện ngoại cảnh như nhiệt độ, thức ăn - Phần lớn côn trùng ở giai đoạn trưởng thành không lột xác. - Mỗi lần lột xác sâu non sinh trưởng và lớn lên rất mạnh. - Sâu non mỗi lần lột xác thì thểm 1 tuổi. Tính sâu non mới nở là tuổi 1, n là số lần lột xác thì tuổi của côn trùng là n + 1. Tuổi sâu là khoảng thời gian của 2 lần lột xác. Thời gian của từng tuổi thay đổi tùy loài và điều kiện ngoại cảnh. - Ở các tuổi khác nhau thi có sự khác nhau về hình thái, màu sắc và độ lớn của cơ thể. Việc phân biệt tuổi sâu dựa vào màu sắc, kích thước. ngoài ra còn dựa vào màu sắc và độ lớn của mảnh kitin trên đầu 4.4.3. Hoạt động dinh dưỡng ở thời kỳ sâu non - Sâu non các tuổi là giai đoạn hoạt động dinh dưỡng, hai đoạn này côn trùng ăn khối lượng thức ăn rất lớn. Đây là giai đoạn sâu non tích lũy dinh dưỡng cho cơ thể. Sâu non ăn rất nhiều loại thức ăn tùy vào mỗi loài côn trùng. - Phương thức gây hại cây trồng và triệu chứng gây hại khác nhau tùy loài. Côn trùng miệng gặm nhai gây tổn thương cơ giới, cây bị hại thường bị hũy hoại toàn bộ. Côn trùng miệng chích hút gây ảnh hưởng đến các hoạt động sinh lý của cây làm cho cây héo, lá úa vàng, rụng, nhìn bên ngoài khó phát hiện sự gây hại. Ngoài ra có các phương thức khác như sâu chui vào tổ chức của cây tiết ra độc tố làm tế bào cây phát triển bất bình thường và hình thành u bướu. Mỗi loài sâu hại phá hại, trên các bộ phận của cây để lại triệu chứng rất điển hình + Lá bị hại - Ăn toàn bộ lá: châu chấu - Cắn khuyết viền mép lá, cắn thủng lá thành các lỗ nhỏ hoặc từng mảng chừa lại gân lá: sâu cắn lá ngô, sâu xanh thuốc lá, sâu khoang, sâu tơ 26
28. - Gặm chất xanh của lá để lại biểu bì trắng úa: sâu cuốn lá nhỏ hại lúa - Chui đục vào mô lá, ăn thịt lá để lại biểu bì rộp trắng từng mảng (sâu đục lá đỗ tương), để lại biểu bì rộp trắng thành đường ngoằn ngoèo (sâu vẽ bùa cam chanh, ruồi đục lá rau ) - Chích hút hoặc giũa hút lá để lại những vết nâu vàng, trắng xám, đỏ, nâu đen hoặc lá bị chích hút nặng thì cuốn xoăn: bọ rầy, bọ trĩ, bọ xít, rệp muội + Thân và cành bị hại - Cắn gãy gốc thân cây con làm chết cả cây: sâu xám, bọ hung đục gốc mía - Đục vào thân cây hoặc cành cây làm thân cây bị rỗng, phần trên bị khô héo, đỗ gãy: sâu đục thân lúa, đục thân ngô, đục thân cà phê, mọt đục cành cà phê, xén tóc hại cam chanh - Chích hút thân: rầy nâu, bọ xít đen, rệp + Rễ và các bộ phận dưới đất - Gặm phá rễ cây, làm cây héo rũ, úa vàng: sâu non bọ hung, sâu non bọ nhảy hại rau, sâu thép. . . - Cắn phá củ dưới đất thành đường rỗng đầy phân sâu: bọ hà hại khoai lang. - Chíc hút rễ: rệp sáp hại cà phê + Nụ hoa, quả, hạt - Nụ hoa bị cắn phá làm hoa không nở hoặc quả bị đục rỗng và rụng: sâu xanh thuốc lá, sâu xanh hại bông, sâu loang, ruồi đục quả, sâu đục quả - Hạt bị cắn khuyết hoặc rỗng ruột, mất khả năng nảy mầm: sâu đục quả đậu tương, mọt thóc . . . - Đòng và hạt bị chích hút thành các vết dục phía ngoài hoặc toàn bộ lép trắng: bọ xít. bọ trĩ 4.5. Giai đoạn nhộng 4.5.1. Sự hóa nhộng - Sâu non của côn trùng biến thái hoàn toàn có một số tuổi nhất định, đến tuổi cuối cùng thì sâu non đẫy sức chuyển sang giai đoạn nhộng gọi là sự hóa nhộng. Nhộng là thời kỳ biến đổi của các cơ quan bên trong của cơ thể để hình thành con trưởng thành ở biến thái hoàn toàn. - Nhộng chịu ảnh hưởng của điều kiện ngoại cảnh, nằm yên không hoạt động, không ăn, không thể lẫn tránh kẻ thù. Vì vậy trước khi hóa nhộng sâu non thường tìm chỗ 27
29. kín đáo. Lợi dụng vị trí có bảo vệ tự nhiên. Mỗi một loài có vị trí hóa nhộng đặc trưng và riêng biệt: - Hóa nhộng trong đất: sâu xám, đục thân ngô. - Hóa nhộng trong thân cây: sâu đục thân lúa bướm 2 chấm. - Hóa nhộng ngay trên bề mặt lá, trong bụi cỏ, các kẻ nứt đất: sâu cuốn lá nhỏ hại lúa, sâu khoang, sâu cắn gié - Nhộng côn trùng thường có kén bằng tơ hoặc bằng đất. 4.5.2. Các loại hình nhộng + Nhộng trần: các chi phụ và cánh không dính sát cơ thể, để lộ ra ngoài; giữa các đốt bụng có thể cử động được. Ví dụ: bộ cánh màng, một số loài ở bộ cánh cứng. - Nhộng màng: bên ngoài được bao bọc bởi 1 lớp màng mỏng do quá trình lột xác hình thành; các chi phụ và cánh dính sát vào cơ thể và không để lộ ra ngoài nhưng qua lớp màng mỏng có thể nhìn thấy được các chi phụ bên trong. Ví dụ: bộ cánh vảy. + Nhộng bọc: bên ngoài có lớp vỏ cứng bao bọc, nguồn gốc lớp vỏ là do sâu non đẫy sức khi hóa nhộng không lột bỏ đi và được ngấm thêm một số muối canxi; không nhìn thấy các phần phụ bên trong. Ví dụ: bộ hai cánh. 4.6. Giai đoạn trưởng thành Trưởng thành là giai đoạn cuối cùng của quá trình phát dục cơ thể, thực chất là thời kỳ sinh sản. 4.6.1. Hiện tượng hóa trưởng thành (vũ hóa) - Quá trình côn trùng từ sâu non hoặc từ nhộng lột bỏ lớp xác cuối cùng để biến thành trưởng thành gọi là hóa trưởng thành. - Tùy loài côn trùng mà thể hiện rõ được tính di truyền và thích nghi của từng loài để tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình vũ hóa. Ví dụ: sâu non trong thân cây trước khi hóa nhộng thường tạo sẵn lỗ vũ hóa để thuận lợi cho trưởng thành chui ra; tương tự sâu dưới đất thì làm đường hầm chui lên. Cấu tạo kén cũng đặc biệt thuận lợi cho quá trình vũ hóa 4.6.2. Tính ăn thêm và trưởng thành về sinh dục - Tính trưởng thành về sinh dục có thể đi đôi với tính trưởng thành về hình thái hoặc có thể chậm hơn. - Một số loài ngài, bướm. phù du thường trưởng thành về hình thái và trưởng thành về sinh dục đi đôi với nhau. Những loài này sau khi hóa trưởng thành thì đã có bộ máy sinh dục phát dục chín muồi, tiến hành giao phối đẻ trứng ngay, không có tính 28
30. ăn thêm, miệng kém phát triền hoặc thoái hóa, tuổi sống ngắn, không gây hại trực tiếp cây trồng. Cần tiêu diệt ngay sau khi vũ hóa. - Nhiều loài bộ cánh thẳng, cánh nửa, cánh đều và một số loài của bộ cánh cứng thì trưởng thành về sinh dục chậm hơn. Vì vậy chúng cần có thời gian ăn thêm bổ sung dinh dưỡng để cho trứng và tinh trùng phát dục đầy đủ. Sau đó mới giao phối và thụ tinh. Thời gian này tùy loại có thể vài giờ đến hàng tháng, các loài này trưởng thành trực tiếp gây hại cây trồng. 4.6.3. Giao phối, thụ tinh, đẻ trứng Thời kỳ trưởng thành là thời kỳ sinh sản. Nhiệm vụ chính là giao phối, thụ tinh và đẻ trứng. + Giao phối là quá trình con cái tiếp nhận tinh trùng cua con đực. Tùy loài mà trong một đời có thể giao phối 1 lần hay nhiều lần mới đủ tinh trùng để thụ tinh hết trứng. + Thụ tinh là quá trình tinh trùng đi vào trứng qua lỗ trứng. Trứng đã thụ tinh có thể được đẻ ngay hoặc dừng lại trong xoang sinh dục một thời gian để tiếp tục phát dục. + Đẻ trứng: côn trùng có tính chọn lọc vị trí và phương thức đẻ trứng. Sự chọn lọc này có lợi cho sự sống của sâu non sau này. - Thời gian côn trùng vũ hóa đến đẻ trứng lần thứ nhất tùy thuộc vào loài và điều kiện ngoại cảnh. Ví dụ: bộ cánh vảy, bộ cánh màng, bộ hai cánh thì chỉ 1 - 3 ngày; bộ cánh thẳng, bộ cánh nữa, bộ cánh cứng thi dài hơn. - Thời gian hoàn thành đẻ trứng tùy loài. Nhìn chung tuổi sống của trưởng thành dài thì thời gian đẻ trứng kéo dài. - Sức đẻ trứng của côn trùng tùy thuộc vào loài và điều kiện ngoại cảnh, đặc biệt phụ thuộc vào sự tích lũy dinh dưỡng của sâu non và trưởng thành, nhất là protein và đường. - Vị trí và phương thức đẻ trứng tùy thuộc vào loài: đẻ rải rác lộ thiên từng quả một, đẻ rải rác từng quả hay cụm 2-3 quả ở nơi kín đáo, trong mô lá, đẻ thành từng ổ, tập trung thành nhiều quả và có nhiều cách bố trí trứng theo hàng. theo lớp lộn xộn, đẻ trong bọc trứng 4.7. Các hoạt động sinh lý khác 4.7.1. Hiện tượng ngừng phát dục (Diapause) - Hiện tượng ngừng phát dục của côn trùng là trạng thái sinh lý đặc biệt của từng cơ thể, ở trạng thái này côn trùng nằm yên, ngừng hoạt động, ngừng ăn và giảm đến mức thấp nhất các hoạt động trao đổi chất và ngưng sinh trưởng, phát dục. Quá trình này xảy ra do tác động bất lợi của các yếu tố vật lý hoặc sinh vật đến cơ thể côn 29
31. trùng. Hiện tượng xẫy ra vào mùa đông gọi là qua đông, vào mùa hè gọi là qua hè - Vị trí ngừng phát dục được chọn lọc trước và có chọn lọc - Giai đoạn ngừng phát dục là tùy theo loài côn trùng có thể là trứng, sâu non, nhộng, trưởng thành. Hoặc cùng một loài có thể ngừng phát dục ở một giai đoạn nào đó mà có sự biến đổi về điều kiện sống. - Có hai hình thức ngừng phát dục: ngừng phát dục tự chọn và ngừng phát dục bắt buộc. + Ngừng phát dục tự chọn (tự do): là trạng thái cơ thể đình chỉ mọi hoạt động có tính chất chu kỳ do sự biến đổi chu kỳ của thời tiết. + Ngừng phát dục bắt buộc: là trạng thái côn trùng ngưng mọi hoạt động sinh lý một cách sâu sắc hơn. Đó là đặc tính nội tại của côn trùng mang tính di truyền và rất bền vững. Cơ thể chuẩn bị đầy đủ về mặt sinh lý trước khi ngừng dục. Đến thời kỳ ngừng dục thì mọi hoạt động ngừng lại mặc dù hoàn cảnh đột ngột trở lại thích hợp cho hoạt động sống của chúng. Trạng thái ngừng phát dục bắt buộc diễn ra trong một thời gian nhất định tùy loài, khó có thể dự đoán được thời gian côn trùng ngừng phát dục bắt buộc. - Trong thực tế sự ngưng dục của côn trùng cùng là nguồn sâu lưu trữ, lây lan, gây hại cho lứa sau, vụ sau. 4.7.2. Hiện tượng tự vệ - Biến đổi màu sắc, làm động tác dọa nạt. - Phun máu hay tiết độc tố. - Giả chết - Giả dạng ngụy trang 4.7.3. Hiện tượng sống thành xã hội - Chỉ có một số loài như ong, kiến, mối sống tập thể hàng vạn con trong một tổ và có sự phân công chức năng rất hợp lý và khoa học. - Một số loài như châu chấu cũng có đời sống tập trung theo đàn, khi di chuyển thì chúng di chuyển theo một hướng nhất định do kích thích của thời tiết, khí hậu và sinh lý. - Một số loài, sâu non thường tập trung một thời kỳ hay cả giai đoạn. 4.7.4. Hiện tượng dị hình Là hiện tượng khác nhau về đặc điểm hình thái giữa con đực và con cái, và giữa các cá thề cùng loài. Rõ nét nhất là giai đoạn trưởng thành. 30
32. + Hiện tượng 2 hình: Là hiện tượng biểu hiện sự khác nhau về hình thái giữa con đực và con cái. Ngoài khác nhau về bộ phận sinh dục còn có sự khác nhau một số bộ phận khác của cơ thể. + Hiện tượng nhiều hình - Là hiện tượng cùng một loài côn trùng có nhiều cá thể có hình dạng khác nhau, ngay cả trong cùng một tính đực hay cái. Hiện tượng này phổ biến ở các loài sống thành xã hội như ong, kiến, mối. 4.8. Khái niệ m về chu kỳ sống của côn trùng 4.8.1. Vòng đời - Thời gian từ trứng đến khi côn trùng trưởng thành đẻ trứng đầu tiên gọi là vòng đời. Vòng đời dài hay ngắn tùy thuộc vào loài và điều kiện ngoại cảnh (nhiệt độ, ẩm độ, thức ăn ). - Xác định vòng đời của từng loài sâu có ý nghĩa quan trọng trong việc dự tính. dự báo sâu hại. 4.8.2. Đời sâu - Thời gian của vòng đời và thời gian sống của trưởng thành: tức là thời gian từ trứng đến trưởng thành chết. - Thời gian sống của trưởng thành có ý nghĩa rất lớn, thời gian này tùy thuộc loài, tùy từng cá thể của từng loài và điều kiện ngoại cảnh. 4.8.3. Lứa sâu - Vòng đời và đời sâu là khái niệm của từng cá thể. Nhưng trong tự nhiên, trên đồng ruộng thì quy luật phát sinh của từng loài sâu thường diễn ra có tính chất chu kỳ của cả một tập thể. Vì vậy để xây dựng lịch phát sinh của sâu trong vụ, năm thì người ta sử dụng khái niệm về lứa của côn trùng. - Các cá thể của cùng một loài côn trùng do tác động của điều kiện sống không đều, có sự phát triển không đồng đều. Sự xuất hiện ở mật độ lớn của một số cá thể của loài trong cùng một thời điểm thì xuất hiện một lứa sâu. Lứa sâu là một khoảng thời gian của đời sâu của toàn bộ các cá thể. 4.8.4. Cao điểm phát sinh sâu hại Trong cùng một lứa, ở một giai đoạn phát dục thì có các cá thể phát dục không đồng đều trong một thời gian. Vì vậy đã tạo ra hiện tượng lứa gối chồng lên nhau, phần giới hạn giữa các lứa không rõ ràng. Đây chính là cao điểm gây hại của sâu, hình thành ổ dịch, cần có biện pháp phòng trừ. 31
33. BÀI 5 SINH THÁI HỌC CÔN TRÙNG 5.1. Khái niệ m cơ bản về sinh thái học côn trùng 5.1.1. Định nghĩa và nhiệm vụ 5.1.1.1. Định nghĩa Sinh thái học ra đời từ lâu. Ngay từ thời cổ đại nhà sinh thái học Aristot đã nhận xét: Trong thiên nhiên tất cả các loài sinh vật đều yêu cầu những ngoại cảnh nhất định để sinh sống. Trải qua quá trình phát triển lịch sử thì những yêu cầu này trở nên cố định và đặc trưng cho từng loài. Khi yêu cầu này thay đổi thì mọi hoạt động sống của sinh vật bị ảnh hưởng và xáo trộn. Đến năm 1869, lần đầu tiên nhà động vật học người Đức Heackel đưa ra thuật ngữ về sinh thái học là Ecology, bắt nguồn từ 2 từ Hy Lạp: Ecos (nơi ở, nhà ở), logos (môn học) và đưa ra định nghĩa: “Sinh thái học là môn khoa học nghiên cứu về mối quan hệ của động vật với điều kiện ngoại cảnh xung quanh nó, mối quan hệ giữa động vật với môi trường hữu cơ và vô cơ, trong đó bao gồm cả mối quan hệ hỗ trợ và thù địch của động vật và thực vật (đó là mối quan hệ trực tiếp hoặc gián tiếp)" 5.1.1.2. Nhiệm vụ Đối với côn trùng nông nghiệp thì sinh thái học côn trùng có nhiệm vụ: Tìm hiểu ảnh hưởng của các nhân tố ngoại cảnh đến sự phân bố, đến quy luật phát sinh, phát triển, đến khả năng sinh sản và mọi hành vi khác cua côn trùng. Trên cơ sở hiểu biết về sinh thái học có thể chủ động đưa ra các biện pháp phòng trừ thích hợp, đạt hiệu quả kinh tế cao, duy trì được mối cân bằng sinh học trong tự nhiên và bảo vệ môi trường sống. 5.1.2. Khái niệ m về ngoại cảnh và các nhân tố ngoại cảnh Ngoại cảnh là môi trường sống của côn trùng, được chia thành các nhóm yếu tố sau: + Nhóm yếu tố vô sinh: Còn gọi là nhóm yếu tố vật lý môi trường (nhiệt độ, ẩm độ, ánh sáng, mưa, gió, đất ). Là yếu tố không phụ thuộc vào mật độ (số lượng). + Nhóm yếu tố hữu sinh: Là phức hợp các loài động vật và thực vật sinh sống trên một lãnh thổ nhất định. Là yếu tố phụ thuộc vào mật độ. + Yếu tố con người (yếu tố nhân chủng): Con người tác động vào hệ sinh thái nông nghiệp như sử dụng giống mới, biện pháp canh tác, chăm sóc đã ảnh hưởng đến sự phát sinh, phát triển của côn trùng. 33
34. Tất cả các yếu tố trên đều ảnh hưởng và tác động trực tiếp hoặc gián tiếp đến đời sống của côn trùng. 5.2. Những khái niệm cơ bản về sinh thái cá thể - Sinh thái cá thể là mối quan hệ tương hỗ của từng loài với môi trường bên ngoài (ngoại cảnh). Các yếu tố môi trường tác động trực tiếp hoặc gián tiếp, riêng lẻ hoặc tổ hợp các yếu tố, và mức độ tác động của các yếu tố lên mỗi loài rất khác nhau. Mỗi loài côn trùng thường có các phản ứng thích nghi với môi trường sống, đó là phản xạ không điều kiện và có điều kiện. - Mỗi loài côn trùng sống trong một vùng nhất định thì ngoài sự tác động của các yếu tố môi trường thì còn bị ràng buộc với nhau trong mối quan hệ lịch sử cùng loài. Toàn bộ phức hợp các cá thể của một loài côn trùng phân bố trong một khu vực nhất định của lãnh thổ thì được gọi là một chủng quần côn trùng. Chủng quần côn trùng được xem như một đơn vị cá thể. Vì vậy khi nghiên cứu sinh thái cá thể thì đối tượng nghiên cứu không phải từng cá thể rời rạc mà nghiên cứu phức hợp các cá thể của từng loài. Có 2 loại chủng quần: chủng quần địa lý và chủng quần sinh thái - Mật độ chủng quần là số lượng trung bình của các cá thề của một loài/ 1 đơn vị diện tích. - Giới hạn thích nghi của côn trùng với môi trường khác nhau giữa các loài. Nhu cầu của loài trong các điều kiện này hoặc điều kiện khác của môi trường gọi là tiêu chuẩn sinh thái. Mỗi loài côn trùng có tiêu chuẩn sinh thái khác nhau. - Mức độ thích nghi của mỗi loài côn trùng với sự dao động của từng yếu tố môi trường xung quanh gọi là tính dẻo sinh thái (hóa trị sinh thái). Loài có tính dẻo sinh thái cao gọi là loài rộng sinh cảnh (ví dụ: rộng nhiệt. rộng ánh sáng ). Loài đòi hỏi những điều kiện sống nhất định gọi là loài hẹp sinh cảnh (ví dụ: hẹp nhiệt. hẹp ánh sáng ). Tính dẻo sinh thái phụ thuộc vào từng loài côn trùng, từng pha phát dục, sự ảnh hưởng của môi trường đến sự đồng hóa của cơ thể, các kiểu chủng quần của một loài Dựa vào tính dẻo sinh thái của loài để xác định đầy đủ sức sống của từng chủng quần. Loài có tính dẻo sinh thái cao thì có khả năng thích ứng mạnh. chủng quần có sức sống cao. - Sự tác động của nhiều nhân tố môi trường lên cơ thể côn trùng có quan hệ mật thiết với nhau và không ảnh hưởng riêng lẻ đến côn trùng mà như một thể thống nhất. Phức hợp điều kiện tương hỗ của môi trường gọi là yếu tố quần lạc. Yếu tố quần lạc 34
35. luôn thay đổi và tác động không giống nhau đến chủng quần loài này hay loài khác và gọi là hệ sinh thái của loài đó. - Các nhân tố môi trường tác động lên côn trùng chia thành: nhân tố chính, nhân tố thứ yếu; nhân tố tác động gián tiếp, nhân tố tác động trực tiếp. Tùy theo từng loại và các pha phát dục của côn trùng mà một nhân tố có thể là nhân tố chính hoặc nhân tố thứ yếu, nhân tố tác động trực tiếp hoặc tác động gián tiếp. Mức độ ảnh hưởng của từng nhân tố đến loài và các giai đoạn phát triền của loài là không giống nhau. Cần xác định nhân tố nào là nhân tố chính để dùng các biện pháp tác động để phòng trừ sâu hại có định hướng và hiệu quả. 5.3. Những khái niệm cơ bản về sinh thái quần thể - Sinh thái quần thể là mối quan hệ tương hỗ giữa phức hợp loài với yếu tố ngoại cảnh. - Các nhóm tương đối ổn định của các loài sinh vật có sự ràng buộc với nhau trong một khu vực lãnh thổ nhất định gọi là một quần xã sinh vật. - Những lãnh thổ có đặc điểm khí hậu và đất đai tương đối đồng nhất, có quần xã sinh vật tương đối ổn định gọi là sinh cảnh. Phức hợp côn trùng trong sinh cảnh gọi là quần xã côn trùng. Phức hợp các loài động vật và thực vật được hình thành trong quá trình lịch sử và đặc trưng cho từng sinh cảnh gọi là sinh vật quần. - Sinh cảnh là đơn vị cơ bản của lãnh thổ. Sinh cảnh được chia làm 2 kiểu: sinh cảnh nguyên sinh và sinh cảnh thứ sinh. - Kích thước, cấu trúc của mỗi sinh cảnh đều phụ thuộc những đặc điểm của tự nhiên, biểu hiện: Sinh vật quần của một sinh cảnh được quyết định bằng phức hợp điều kiện sinh thái, sự hình thành sinh cảnh, nhân tố địa lý, địa chất và thay đổi khí hậu, sự thích nghi giữa chúng với nhau 5.4. Cân bằng sinh vật trong tự nhiên - Cân bằng sinh học là trạng thái tồn tại của một hệ sinh thái mà ở đó các thành viên trong sinh quần đều duy trì được tương quan số lượng phù hợp với nhu cầu phát triển của loài. - Trong tự nhiên tất cả các loài sinh vật đều tham gia vào chu trình tuần hoàn vật chất. Tùy theo phương thức trao đổi chất mà chúng có thể thuộc 1 trong 3 pha sau: SẢN XUẤT - TIÊU THỤ- TÁI SẢN XUẤT - Như vậy trong một sinh quần thì các loài sinh vật riêng biệt liên hệ chặt chẽ với 35
36. nhau hoặc trực tiếp, hoặc gián tiếp thông qua dây chuyền dinh dưỡng hay gọi là chuỗi thức ăn. - Trong sinh quần có nhiều chuỗi dinh dưỡng và những chuỗi dinh dưỡng này không phải độc lập đối với nhau vì có những loài sinh vật đồng thời là mắt xích chung của hai hay nhiều chuỗi dinh dưỡng. Một phức hợp các chuỗi thức ăn có quan hệ qua lại với nhau gọi là lưới thức ăn. Lưới thức ăn chính là cấu trúc của sinh quần. - Mối quan hệ giữa các mắt xích của chuỗi thức ăn rất phức tạp, đó là sự thích nghi qua lại mà điều kiện ngoại cảnh không tác động đồng đều đến tất cả các mắt xích, cho nên tương quan về số lượng giữa các mắt xích luôn luôn bị thay đổi và qua đó ảnh hưởng đến cấu trúc của sinh quần. Tuy nhiên tương quan về số lượng giữa các mắt xích luôn tuân theo qui luật hình tháp số lượng (do nhà côn trùng học người Mỹ Elton xây dựng năm 1927). Nghĩa là sinh vật lượng của các mắt xích từ thấp đến cao đều giảm dần theo hình tháp, tức là số lượng cá thể của mắt xích sau bao giờ cũng ít hơn mắt xích trước. - Số lượng loài và số lượng cá thể của một loài trong các sinh cảnh rất khác nhau, và các sinh cảnh không bao giờ "bão hòa". Tức là sẽ có những loài mới xâm nhập vào sinh cảnh và có thể thích nghi với điều kiện mới. sức sống và sinh sản tăng cao, có thể cạnh tranh với các loại cũ. Lúc đó xuất hiện quan hệ tương hỗ mới giữa các loài và một số loài cũ có thể bị thay thế. Tóm lại: mối quan hệ dinh dưỡng đã tạo nên mối quan hệ đối kháng và quan hệ hỗ trợ trong giới sinh vật, và nhờ mối quan hệ này mà giữa các thành viên trong sinh quần đã tạo nên tương quan về số lượng. Sự hình thành phức họp tự nhiên như vậy là biểu hiện của mối cân bằng sinh vật. Những nguyên nhân làm phá vỡ cân bằng sinh học trong nông nghiệp: + Sự biến đổi hệ thống canh tác: thâm canh, 1uân canh. kỹ thuật canh tác + Do du nhập tình cờ những loài gây hại. + Do việc sử dụng thuốc hóa học bảo vệ thực vật. 5.5. Vai trò của các yếu tố sinh thái đến đời sống của côn trùng 5.5.1. Ảnh hưởng của các nhân tố vô sinh đến đời sống côn trùng 5.5.1.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến côn trùng - Côn trùng là động vật biến nhiệt, nhiệt độ cơ thể phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường. Vì vậy nhiệt độ của môi trường quyết định chiều hướng và mức độ của mọi hoạt động của côn trùng. - Khả năng thích ứng với nhiệt độ khác nhau tùy loài. Nói chung phạm vi nhiệt độ 36
37. côn trùng có thể hoạt động được là 5 – 45oC. - Tùy theo phương thức và khả năng trao đổi chất mỗi một 1oài côn trùng chỉ có thể bắt đầu phát dục ở một giới hạn nhiệt độ nhất định gọi là ngưỡng sinh học hay khởi điểm phát dục (t0 ), và dừng lại ở một điểm nhiệt độ cao gọi là giới hạn trên hoặc ngưỡng trên (T). Vùng nhiệt độ được giới hạn bởi 2 ngưỡng t0 và T gọi là khoảng o o nhiệt độ côn trùng hoạt động. Vùng t > T và t T ) - Khi nhiệt độ môi trường cao hơn T thì thần kinh côn trùng bị hưng phấn mạnh, côn trùng nhanh chóng rời vào trạng thái bị ức chế mãnh liệt vì hệ thống men bị rốt loạn. Nếu nhiệt độ cao quá thì protit kết tủa toàn bộ, côn trùng chết. + Ảnh hưởng của khoảng nhiệt độ côn trùng hoạt động (t0 - T) Trong khoảng nhiệt độ này còn phát hiện thấy ngưỡng mắn đẻ O và điểm cực thuận O1. Vì vậy khoảng này chia làm 3 vùng: vùng hơi lạnh (t0 - O), vùng cự thuận (O - O1) và vùng hơi nóng (O1 - T). - Vùng hơi lạnh (t0 - O): côn trùng vẫn có khả năng sinh trưởng nhưng bất dục, thời gian phát dục kéo dài do phản ứng trao đổi chất xảy ra với tốc độ chậm, chiều dài cơ thể đạt giá trị cao nhất. - Vùng cực thuận (O - O1): nhiệt độ càng tăng thì tốc độ phát dục và độ mắn đẻ càng tăng và đạt giá trị lớn nhất ở điểm cực thuận O1, chiều dài cơ thể không đổi. - Vùng hơi nóng (O1 – T) : nhiệt độ càng tăng thì tốc độ phát dục, độ mắn đẻ và chiều dài cơ thể giảm. * Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ phát triển của côn trùng - Trong giới hạn nhiệt độ nhất định (khoảng nhiệt độ côn trùng hoạt động) nếu nhiệt độ càng cao thì tốc độ phát dục càng lớn, thời gian phát dục rút ngắn. - Để hoàn thành một giai đoạn phát dục mỗi loài côn trùng đòi hỏi phải có một tổng nhiệt lượng nhất định gọi là tổng tích ôn hữu hiệu (K). Tổng tích ôn hữu hiệu (K) là một hằng số đối với loài côn trùng và từng pha phát dục. K - Xn (Tn - t0) (5.1) 37
38. Trong đó: Xn là số ngày phát dục của một giai đoạn, Tn là nhiệt độ môi trường, t0 là khởi điểm phát dục. - Tốc độ phát dục: V = (Tn - t0)/K (5.2) - Chúng ta có thể áp dụng phương pháp này để tính toán thời gian phát dục của côn trùng trong điều kiện nhiệt độ khác nhau, ứng dụng trong công tác dự tính dự báo. - Trong công tác dự báo cần xác định tông tích ôn hữu hiệu K cho mỗi loài côn trùng, trước hết phải xác định khởi điểm phát dục t0 bằng phương pháp nuôi sâu trong tủ định ôn (incubator) ở các điều kiện nhiệt độ khác nhau. Từ công thức (5.1) có thể tính dược K, t0. Từ đó có thể tính thời gian phát dục Xn của một loài côn trùng. Xn = K/(Tn -t0 ) (6.3) - Số lứa sâu lý thuyết: dựa vào tổng tích ôn hữu hiệu có thể tính được số lứa sâu lý thuyết (số thế hệ côn trùng có thể xuất hiện trong năm) của một loài côn trùng tại một địa phương. Nếu C là tổng tích ôn hữu hiệu của một loài côn trùng trong một năm thì: C = 31 (Tn1 – t0) + 28 (Tn2 - t0 ) + 3 1 (Tn12 - t0) (6.4) Số lứa sâu lý thuyết N = C/ K (6.5) *Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quy luật phát sinh của côn trùng Kết quả điều tra nhiều vụ, nhiều năm cho thấy rằng tình hình phát sinh, phát triển của mỗi loài côn trùng đều tuân theo quy luật nhất định. Đây là kết quả của mối quan hệ ràng buộc giữa nhu cầu nhất định về nhiệt độ của mỗi loài côn trùng và sự diễn biến có tính quy luật của khí hậu thời tiết hàng năm của địa phương. * Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quy luật phân bố của côn trùng Mỗi loài côn trùng yêu cầu một phạm vi nhiệt độ nhất định để sinh sống. Nếu tổng tích ôn hữu hiệu K của một loài lớn hơn tổng nhiệt của địa phương thì loài đó không phát triển được ở địa phương đó. Vì vậy, ở các vùng địa lý khác nhau thì sự phân bố côn trùng rất khác nhau. * Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sinh sản của côn trùng Sức sinh sản và nhịp điệu sinh sản của côn trùng phụ thuộc chặt chẽ vào nhiệt độ môi trường. Sự giao phối, đẻ trứng chỉ thực hiện trong một giới hạn nhiệt độ nhất định và đạt tối đa ở điểm cực thuận (O1). Ở vùng hơi lạnh hoặc hơi nóng thì côn trùng sinh trưởng bình thường nhưng thường bất dục. Sự dao động nhiệt độ ngày đêm cũng ảnh hưởng đến sinh sản của côn trùng. * Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tập tính của côn trùng 38
39. Côn trùng chỉ hoạt động và hoạt động mạnh trong phạm vi nhiệt độ nhất định. Vì vậy nhiệt độ môi trường ảnh hường đến tập tính cua côn trùng. Trong các tập tính như tập tính kiếm ăn, tìm đôi giao phối, tìm nơi đẻ trứng, trốn tránh kẻ thù, di chuyển, phát tán thì nhiệt độ ảnh hưởng lớn nhất đến tập tính tìm kiếm thức ăn. 5.5.1.2. Ảnh hưởng của ẩm độ và lượng mưa đến côn trùng - Cơ thể côn trùng chứa một lượng nước lớn. Nước trong cơ thể côn trùng có ý nghĩa quan trọng đến hoạt động sống, là dung môi cần thiết cho quá trình tiêu hóa và bài tiết, điều hòa áp suất thẩm thấu, điều hòa thân nhiệt - Lượng nước trong cơ thể côn trùng dễ biến động do ẩm độ môi trường. Mỗi loài côn trùng đều có một giới hạn ẩm độ thích hợp. - Nhìn chung côn trùng thích ẩm độ tương đối của không khí lớn hơn 80%. Tuy nhiên trong từng pha phát triển của một loài thì thích hợp ở ẩm độ nhất định và có một điểm cực thuận (% lượng nước trong cơ thể đảm bảo điều kiện tốt nhất cho sự trao đổi chất). Khi ẩm độ dao động ngoài phạm vi cực thuận thì đều làm giảm sức sống của côn trùng, và côn trùng có thề bị chết. Một số loài côn trùng có khả năng chống chịu với độ ẩm bất thuận bằng cách ngừng phát dục. - Ẩm độ môi trường ảnh hưởng đến tập tính và hoạt tính của côn trùng: ẩm độ ảnh hưởng đến sự phân bố nơi ở, bộ phận bị hại. - Lượng mưa và độ ẩm ảnh hưởng đến tốc độ chết, độ mắn đẻ, thời gian phát triển cá thể, các hoạt tính, sự phân bố theo sinh cảnh, sự hình thành quần thể côn trùng, sự phân bố địa lý, nơi ở - Lượng mưa quyết định độ ẩm không khí và ẩm độ đất. Ngoài ra mưa còn gây tác nhân cơ giới có thể làm cho côn trùng chết (ví dụ: mưa làm trôi rệp ), mưa ngăn cản hiện tượng phát tán lây lan và sinh sản của côn trùng. - Ngoài ra ẩm độ và lượng mưa còn có tác động gián tiếp đến côn trùng vì ảnh hưởng đến sự phát triển của nấm và vi khuẩn gây bệnh côn trùng, thúc đẫy hoặc kìm hãm sự phát triển của vật ký sinh, ăn thịt côn trùng. Côn trùng có thể bị bệnh hoặc bị chết khi lượng nước trong cây thức ăn không phù hợp. Trong khi đó lượng nước trong cây phụ thuộc chặt chẽ vào lượng mưa, ẩm độ không khí và ẩm độ đất. - Sự tác động của ẩm độ đến côn trùng có liên quan chặt chẽ đến các nhân tố khác, đặc biệt là nhiệt độ. * Để nghiên cứu ảnh hưởng phối hợp của nhiệt độ và ẩm độ đến số lượng và sự phân bố địa lý của côn trùng thì dùng phương pháp Thủy nhiệt độ (khí hậu đồ). + Cách lập khí hậu đồ: Trục tung ghi các chỉ số trung bình của nhiệt độ trong các 39
40. tháng, trục hoành ghi các chỉ số trung bình của ẩm độ trong các tháng. Nối các điểm của chỉ số nhiệt độ và ẩm độ của các tháng trong năm tạo thành một đường gấp khúc kín. - Các khí hậu đồ như vậy được lập dựa trên dẫn liệu nhiều năm ở những nơi có điều kiện thuận lợi cho côn trùng sinh trưởng và sinh sản hàng loạt và những nơi hạn chế côn trùng phát triển. So sánh các khí hậu đồ này sẽ biết được tổ hợp nhiệt độ, ẩm độ thuận lợi hoặc không thuận lợi cho côn trùng. - Tuy nhiên phương pháp khí hậu đồ vẫn chưa thể hiện được cụ thể và chi tiết về mối quan hệ giữa yêu cầu sinh thái của mỗi loại côn trùng và điều kiện khí hậu địa phương. Khí hậu đồ chỉ phản ánh được ảnh hưởng của các yếu tố khí hậu về mặt số lượng. Để thể hiện được sự ảnh hưởng của tổ hợp yếu tố nhiệt độ và độ ẩm về mặt chất lượng thỉ người ta dùng sinh khí hậu đồ . - Sinh khí hậu đồ là biểu đồ của sự ảnh hưởng đồng thời của nhiệt độ và ẩm độ đến phát dục của côn trùng. Nhờ thế có thể xác định được sự ảnh hưởng của tổ hợp nhiệt độ và độ ẩm đến từng pha phát dục của côn trùng. Đường nối giữa các điểm nhiệt độ và ẩm độ của các tháng ở sinh khí hậu đồ được thay thế bằng các ký hiệu riêng cho từng pha phát dục của côn trùng trong thời gian đó. 5.5.1.3. Ảnh hưởng của ánh sáng đến côn trùng - Tác động của ánh sáng đối với côn trùng không có giới hạn. Nhưng ánh sáng ảnh hưởng quan trọng và sâu sắc đến côn trùng: ảnh hưởng đến quá trình lý hóa học, sự trao đổi chất, tính thụ cảm thị giác Tất cả các tập tính và hoạt động sống của côn trùng có liên quan đến thị giác phụ thuộc vào cường độ chiếu sáng và tính chất của tia sáng. Sự hấp thu năng lượng tia sáng và sự phản xạ các tia sáng này có ảnh hưởng lớn đến độ nhiệt cơ thể, đến quá trình điều hoà nhiệt và trao đổi nước, ánh sáng ảnh hưởng trực tiếp sâu sắc đến thực vật nên ảnh hưởng gián tiếp đến côn trùng ăn thực vật. - Xu tính của côn trùng đối với ánh sáng khác nhau tùy loài nhưng nhìn chung côn trùng có khả năng cảm thụ được tia sáng có bước sóng ngắn từ 6500 Å - 2700 Å (vàng, lục, lam, chàm, tử ngoại). - Ánh sáng ảnh hưởng đến thời gian hoạt động và sự phân bố của côn trùng. Có loài côn trùng chỉ hoạt động ban ngày, ban đêm hoặc hoàng hôn. - Có nhiều loài côn trùng có xu tính chặt chẽ với ánh sáng nên chúng chỉ phân bố ở những sinh cảnh có ánh sáng thích hợp. - Tuy nhiên khoảng cực thuận ánh sáng và xu tính dương hay âm với ánh sáng còn 40
41. tùy thuộc vào các điều kiện sinh thái kèm theo và tùy pha phát dục. - Hoạt tính của ngài về ban đêm phụ thuộc vào ánh trăng. Thường ánh trăng làm hạn chế hoạt động bay của ngài và làm giảm xu tính vào đèn. - Nhộng của nhiều loài côn trùng vũ hóa vào những giờ nhất định. Tuy nhiên ngoài điều kiện chiếu sáng thì giờ vũ hóa còn bị chi phối bởi các điều kiện khác như nhiệt độ, ẩm độ. - Các chế độ chiếu sáng khác nhau bao gồm chất lượng ánh sáng, thành phần quang phổ, cường độ chiếu sáng, nhịp điệu chiếu sáng làm biến đổi sâu sắc hoạt động sống của côn trùng. - Phân ứng quang chu kỳ (phản ứng ngày dài, ngày ngắn, trung tính) của côn trùng đóng vai trò quan trọng hơn việc điều khiển sự phát triển theo mùa, kích thích diapause và thoát khỏi diapause. Tóm lại ánh sáng có thể ảnh hưởng đến thời gian phát triển cá thể, tỷ lệ sống trong thời kỳ phát triển của ấu trùng, độ mắn đẻ, sự phát triển các sản phẩm sinh dục, sự thụ tin của trứng, sự đẻ trứng của côn trùng. 5.5.1.4. Ảnh hưởng của gió đến đời sống côn trùng - Gió tác động lớn đến đời sồng côn trùng, ảnh hưởng đến sự trao đổi nước của côn trùng với môi trường, gió làm thay đổi nhiệt độ và ẩm độ môi trường nên ảnh hưởng gián tiếp đến côn trùng. - Gió có vai trò quan trọng đối với sự phát tán và phân bố địa lý của côn trùng. - Gió ảnh hưởng đến thức ăn của côn trùng. Khi có gió mạnh thì côn trùng mất khả năng dinh dưỡng và lẫn trốn vào nơi không gió. - Gió quyết định hướng bay của côn trùng. Tính hướng gió dương (bay ngược chiều gió) (ví dụ: chuồn chuồn), tính hướng gió âm (bay theo chiều gió) (ví dụ: bướm cỏ Loxostege sticticalis) 5.5.1.5. Ảnh hưởng của môi trường đất đến côn trùng - Khu hệ côn trùng trong đất rất phong phú, có tới 95% số loài côn trùng có quan hệ chặt chẽ với đất suốt đời, một pha phát dục, một mùa vụ nhất định hoặc ngừng phát dục trong đất. - Các yếu tố thổ nhưỡng đóng vai trò quan trọng trong đời sống côn trùng. Ngoài ra đất ảnh hưởng đến thực vật nên ảnh hưởng gián tiếp đến côn trùng ăn thực vật. - Mỗi loài côn trùng có yêu cầu nhất định, khá chặt chẽ với tính chất lý, hóa học của đất (thành phần cơ giới, độ nhiệt, độ ẩm, thành phần hóa học, pH ). Các yếu tố này quyết định sự phân bố và số lượng của mỗi loài trong những loại đất khác nhau. 41
42. - Các yếu tố khí hậu ảnh hưởng đến tính chất đất ảnh hưởng đến sự phân bố các loài côn trùng trong đất. - Đất mặn thì khu hệ côn trùng rất nghèo nàn và đặc trưng. Độ chua đất ảnh hường đến sự phân bố của côn trùng. - Tính chất lý hóa của đất ảnh hưởng gián tiếp đến đời sống côn trùng đất thông qua hoạt động của khu hệ vi sinh vật gây bệnh cho côn trùng. - Các đặc tính như chế độ nhiệt, chế độ khí, nước, thành phần hóa học, địa hình mặt đất ảnh hưởng lớn đến đời sống côn trùng trong đất. Vì vậy từng loài côn trùng có thể là vật chỉ thị đặc trưng cho thành phần cơ học, tính chất hóa học và sinh học đất. 5.5.2. Ảnh hưởng của các nhân tố hữu sinh đến đời sống côn trùng - Các yêu tố vô sinh ảnh hưởng tương đối đồng đều lên tất cả các loài trong quần xã côn trùng. Các yếu tố hữu sinh (sinh vật) có sự khác biệt giữa các nhóm cá thể của chủng quần. Sự khác biệt đó tùy thuộc nhiều yếu tố, trong đó quan trọng nhất là mật độ chủng quần. - Mối quan hệ của côn trùng với các nhân tố hữu sinh không phải một chiều như với các nhân tố vô sinh mà khá phức tạp, có quan hệ tương hỗ, thích nghi 2 chiều của các sinh vật với nhau trong chủng quần. 5.5.2.1. Thức ăn Thức ăn là yếu tố sinh thái quan trọng nhất. Theo Forbxom (1988): " không nghi ngờ rằng trong tất cả các đặc tính môi trường xung quanh từng cá thể động vật, không có gì ảnh hưởng đến chúng một cách mạnh mẽ, phức tạp và sâu sắc như các yếu tố thức ăn của chúng. Ngay cả khí hậu, mùa vụ, đất đai và môi trường vô sinh thường ảnh hưởng đến động vật qua thức ăn ở mức độ như là trực tiếp " + Vai trò của thức ăn đối với đời sống côn trùng: - Thức ăn cần thiết cho côn trùng để tăng kích thước cơ thể, phát triền các sản phẩm sinh dục, bù lại năng lượng bị mất trong hoạt động sống. - Thức ăn ảnh hưởng đến độ mắn đẻ, tốc độ phát dục, hoạt tính, diapause, tốc độ và nhịp độ chết, sự phân bố địa lý và di cư, cấu tạo cơ quan và kích thước cơ thể, mối quan hệ cùng loài và các loài khác nhau trong sinh vật quần + Nếu thiếu thức ăn thì: - Làm chậm sự phát triển của côn trùng hoặc sự phát triển cá thể đôi khi bị rút ngắn. - Kích thước trung bình của cơ thể nhỏ đi. - Khả năng sinh sản của con cái giảm. 42
43. + Chất lượng thức ăn ảnh hưởng đến: - Thời gian phát triển của côn trùng. - Sức sống của côn trùng. - Thiếu triptophan thì không thực hiện biến thái ở giai đoạn nhộng. - Hàm lượng nước trong thức ăn nhỏ hơn 12% ảnh hưởng đến sức sống của côn trùng hại kho. - Chu kỳ phát triển theo mùa của côn trùng (khả năng ngừng phát dục). - Ảnh hưởng đến khả năng sinh sản. + Tính chất của thức ăn thường thay đổi theo các pha phát triển. + Sự dinh dưỡng của sâu non ảnh hưởng rất lớn đến sự sống của trưởng thành, khả năng đẻ trứng và chất lượng trứng, giới tính của trưởng thành + Khi thức ăn thích hợp, phong phú và điều kiện khác không kìm hãm thì xảy ra những đợt phát sinh hàng loạt của côn trùng. Vì vậy cần tiến hành luân canh nhằm hạn chế nguồn thức ăn của sâu hại. * Phạm vi sử dụng thức ăn của mỗi loài côn trùng khác nhau rõ rệt. Dựa vào tính chất dinh dưỡng người ta chia côn trùng thành các loại sau: + Tính ăn rất hẹp (đơn thực: monophaga): chỉ ăn 1 loại thức ăn. + Tính ăn hẹp (Oliophaga): chỉ ăn một số loài thuộc một giống hoặc một họ. + Tính ăn rộng (đa thực: Polyphaga): có khả năng thích ứng rộng, ăn được nhiều loài thức ăn. Dựa vào mức độ chuyên hóa về thức ăn mà trong phòng trừ sâu hại dùng biện pháp bố trí luân canh cây trồng nhằm thay đổi nguồn thức ăn không phù hợp để giảm sức sống của côn trùng, côn trùng di chuyển nơi khác hoặc bị chết. * Dựa vào nguồn gốc thức ăn chia côn trùng thành các nhóm: + Nhóm côn trùng ăn thực vật (Phytophaga): chủ yếu là các loài sâu hại cây trồng. + Nhóm ăn động vật (Zoophaga): các loại côn trùng thiên địch, phần lớn là côn trùng có ích. + Nhóm hoại sinh (Sarpophaga): ăn chất phân hũy của thực vật. + Nhóm ăn xác chết (Necrophaga) + Nhóm ăn phân (Corprophaga) + Nhóm ăn tạp: ăn các thức ăn có nguồn gốc khác nhau. 5.5.2.2. Thiên địch - Thiên địch của côn trùng là những loài sinh vật tiêu diệt côn trùng bằng cách ăn thịt 43
44. hoặc ký sinh. Thiên địch có ý nghĩa trong việc điều hòa số lượng cá thể của một loài nào đó trong tự nhiên. - Thiên địch của côn trùng gồm: vi sinh vật và tuyến trùng gây bệnh, côn trùng ký sinh, bắt mồi ăn thịt * Vi sinh vật, tuyến trùng và động vật nguyên sinh (protozoa) gây bệnh (Insect pathogen) + Vi sinh vật: virus, vi khuẩn, nấm - Vi sinh vật gây nhiều bệnh cho côn trùng, có thể gây hại toàn cơ thể hoặc từng bộ phận. Mỗi bệnh có triệu chứng khác nhau và thể hiện ở sự thay đổi cách di động của côn trùng, thay đổi màu sắc thân thể, kích thước, hình dạng, cách nuốt thức ăn, hành vi của các cá thể bị bệnh - Vi sinh vật gây bệnh côn trùng thường lây lan nhanh. Tùy theo từng loài, từng cá thể, các pha phát dục khác nhau, điều kiện ngoại cảnh mà mức độ gây hại, lây lan của bệnh khác nhau. - Tác động gây bệnh của vi sinh vật đối với côn trùng là do tác động hóa học và cơ học: Tác động hóa học như lấy ký chủ làm thức ăn (nấm), tiết ra các độc tố gây bệnh (vi khuẩn). Tác động cơ học: là mô của các cơ quan bị phá huỷ và thay vào đó là những giai đoạn phát triển khác nhau của ký sinh. - Tính độc của vi sinh vật là khả năng gây bệnh cho côn trùng có những thay đổi về bệnh lý và chết. Một số ví dụ: - Virus nhân đa diện (NPV: Nuclear Polyhedrosis Virus): sâu non bị bệnh không ăn, chậm chạp, chuyển màu trắng sữa. cuối cùng chuyển màu đen, chỉ có chân bám trên lá. - Vi khuẩn: - Bacillus popoliae gây bệnh trắng sữa ở bọ hung. - Bacillus thuringiensis gây bệnh ở sâu non bộ cánh vảy. - Nấm: - Beauveria bassiana gây bệnh nấm trắng ở sâu non bộ cánh vảy, rầy và bọ xít. - Metarhizium gây bệnh bọ xít, bọ rầy, bọ rùa lúc đầu cơ thể côn trùng bao phủ lớp màu trắng, sau đó chuyển sang xanh lục nhạt hoặc đậm. - Hirstalella gây bệnh nấm tua ở các loài rầy. lúc đầu màu trắng, sau chuyển màu gi tối, hồng tối. - Normuraca gây bệnh nấm bột trên sâu non bộ cánh vảy 44
45. + Tuyến trùng gây bệnh: - Howardula phyllotretae ký sinh trên bọ nhảy hại rau - Steinernema carpocapsae (Weiser) ký sinh sâu non ruồi đục lá rau + Động vật nguyên sinh (Protozoa) - Nosema locustae Canning gây bệnh trên châu chấu - Malpighamoeba mellificae gây bệnh trên ong mật Sử dụng sinh vật gây bệnh côn trùng để sản xuất thuốc trừ sâu sinh học: * Nhóm côn trùng ký sinh (Parasitoid) - Côn trùng ký sinh bên trong hoặc bên ngoài cơ thể ký chủ, dùng dịch bào, mô bào và cơ quan của ký chủ làm thức ăn, cơ thể nhỏ bé, nhanh nhẹn, có thể làm ký chủ chết ngay sau khi kí sinh hoặc khi ký sinh đã hoàn thành thời kỳ phát dục; chỉ sử dụng một ký chủ để hoàn thành các pha phát dục. Phổ biến là ong ký sinh thuộc bộ cánh màng (Hymenoptera) và ruồi ký sinh thuộc bộ hai cánh (Diptera). + Nhóm bắt mồi (Predator): gồm côn trùng và các động vật khác - Cơ thể to khỏe nhanh nhẹn, làm ký chủ chết ngay, ăn nhiều mồi để hoàn thành chu kỳ sống của mình. - Nhóm này tập trung vào một số họ côn trùng chính sau: Bộ cánh cứng (Coleoptera): Họ bọ rùa (Coccinellidae), họ hổ trùng (Cicindelidae), họ hành trùng (chân chạy) (Carabidae) ; Một số loài thuộc bộ cánh nửa (Hemiptera), bộ cánh thẳng (Orthoptera), bộ bọ ngựa (Mantodae), bộ cánh màng (Hymenopetera). - Có nhiều loài động vật không xương sống (ví dụ: nhện ) và động vật có xương sống ăn côn trùng như chim. chuột, dơi. ếch nhái. cá 5.5.3. Tác động của con người - Hoạt động của con người (chủ yếu là các hoạt động kinh tế) đã gây nên những biến đổi sâu sắc cho sinh cảnh, ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp tới côn trùng, gây trở ngại cho sự phát triển của loài này thì lại giúp cho loài kia phát triển. - Thông qua các hoạt động thương mại và trao đổi hàng hóa mà con người tạo điều kiện cho côn trùng di cư, phát tán từ nơi này đến nơi khác, đặc biệt là côn trùng ở trạng thái ngừng phát dục. - Hoạt động kinh tế cua của con người tạo nên phản ứng thích nghi cho côn trùng. Khi tác động các biện pháp kỹ thuật không đúng tạo điều kiện cho một số loài côn trùng phát triển và thích nghi cao hơn với điều kiện mới nên khó phòng trừ. - Phòng trừ không đúng, đặc biệt là dùng thuốc hóa học không đúng thuốc, đúng lúc, 45
46. đúng nồng độ, liều lượng dẫn đến sâu quen thuốc và hình thành nòi mới kháng thuốc, khó phòng trừ. Ví dụ: sâu tơ hại rau, sâu khoang, rầy nâu hại lúa - Việc phòng trừ sâu bằng thuốc hóa học không hợp lý đã tiêu diệt hầu hết các loài thiên địch dẫn đến hiện tượng bùng phát số lượng sâu hại sau khi tiêu diệt 46
47. BÀI 6 PHÂN LOẠI CÔN TRÙNG 6.1. Khái niệ m chung và nguyên tắc trong phân loại côn trùng - Dựa trên mức độ phức tạp và quá trình tiến hóa, động vật được sắp xếp theo ngành từ thấp đến cao. Giới động vật gồm các ngành chủ yếu như sau: Ngành Protozoa (Động vật nguyên sinh) Ngành Porifera (Sponges – Động vật thân lỗ) Ngành Coelenterala (Động vật ruột khoang) Ngành Platythelminthes (Giun dẹp) Ngành Nemathelminthes (Giun tròn) Ngành Trocelminthes (Rotatoria) (Rotifers) Ngành Brachiopoda (Brachiopods) Ngành Bryozoa (Moss animals) Ngành Mollusca (Động vật thân mềm) Ngành Echinodermata (Động vật da gai) Ngành Annelida (Giun đốt) Ngành Arthropoda (Tiết túc, chân đốt) Ngành Chordata (Cá, chim, động vật có vú) - Sự phân loại không ngừng ở giới hạn ngành, vì mỗi ngành lại chia thành nhiều lớp (Class), mỗi lớp lại chia ra nhiều bộ (Order), mỗi bộ gồm nhiều họ (Family), mỗi họ gồm nhiều giống (Genus) và mỗi giống gồm nhiều loài (Species), theo thứ tự sau: Giới (Kingdom) Ngành (Giới phụ, subkingdom) Tổng lớp (Superclass) Lớp (Class) Lớp phụ (Subclass) Tổng bộ (Superorder) Bộ (Order) Bộ phụ (Suborder) Nhóm (Section) 47
48. Tổng họ (Superfamily) Họ (Family) Họ phụ (Subfamily) Tộc (Tribe) Giống (Genus) Loài (Species) Loài phụ (Subspecies) - Ngoài những tiêu chuẩn về các đặc tính hình thái cả về bên ngoài lẫn bên trong cơ thể, các nhà sinh học còn dựa vào các tiêu chuẩn về sinh lý, hành vi, sinh vật học, tế bào học, sinh học phân tử và một số ngành khoa học khác để ngày càng hoàn chỉnh hơn công tác phân loại. - Vấn đề đặt tên khoa học cho một loài côn trùng đều được thống nhất theo qui định quốc tế (International Code of Zoological Nomenclature). Tên khoa học của côn trùng được cấu tạo thống nhất theo tiếng La Tinh, nhưng cũng có thể từ bất cứ ngôn ngữ nào hay từ tên của một nhân vật hay vị trí nào đó, nhưng phần lớn từ tiếng La Tinh hay Hy Lạp. 6.2. Hệ thống phân loại côn trùng Dựa trên cấu tạo của cánh, miệng, sự biến thái và nhiều đặc tính khác nhau mà lớp côn trùng được chia thành nhiều bộ. Tùy theo quan điểm của các nhà côn trùng học mà giới hạn loài của từng bộ côn trùng khác nhau, do đó số lượng bộ côn trùng trong mỗi hệ thống đều có sai khác. Hệ thống phân loại của Carlvon Linne (1758) gồm 7 bộ, J. C. Fabricins (1775) chia thành 13 bộ, Brauer (1885) chia thành 17 bộ, Sharp (1895) chia thành 21 bộ, Chu Nghiêu (1950) chia thành 32 bộ, Jeannel (1938 – 1949) chia thành 40 bộ. * Lớp phụ không cánh: (Apterygota) 1. Bộ đuôi nguyên thủy (Protura) 2. Bộ đuôi bật (Collembola) 3. Bộ hai đuôi (Diplura) 4. Bộ ba đuôi (Thysanura) * Lớp phụ có cánh: (Pterygota) A. Tổng họ biến thái không hoàn toàn 1. Bộ phù du (Ephemerida) 2. Bộ chuồn chuồn (Odonata) 48
49. 3. Bộ gián (Blattodae) 4. Bộ bọ ngựa (Mantodea) 5. Bộ cánh bằng (Isotera) 6. Bộ cánh dệt (Embioptera) 7. Bộ cánh úp (Plecoptera) 8. Bộ bọ que (Phasmatodea) 9. Bộ cánh thẳng (Orthoptera) 10. Bộ cánh da (Dermaptera) 11. Bộ có răng (Corrodentia) 12. Bộ ăn lông (Mallophaga) 13. Bộ cánh tơ (Thysanoptera) 14. Bộ cánh nửa (Hemiptera) 15. Bộ cánh đều (Homoptera) B. Tổng họ biến thái hoàn toàn 1. Bộ cánh cứng (Coleoptera) 2. Bộ cánh quấn (Strepsiptera) 3. Bộ cánh rộng (Megaloptera) 4. Bộ bọ lạc đà (Rhaphidiodea) 5. Bộ cánh mạch (Neuroptera) 6. Bộ cánh dài (Mecoptera) 7. Bộ cánh lông (Trichoptera) 8. Bộ cánh vảy (Lepidoptera) 9. Bộ cánh màng (Hymenoptera) 10. Bộ hai cánh (Diptera) 11. Bộ bọ chét (Siphonaptera) 6.3. Đặc điểm các bộ côn trùng liên quan nhiều đến nông nghiệp 6.3.1. Bộ cánh thẳng (Orthoptera) 6.3.1.1. Đặc điểm chung của bộ cánh thẳng Bộ này ước khoảng 20 000 loài, gồm những loài có cơ thể kích thuớc lớn từ 20 – 50 mm, một số ít loài có kích thước 180 mm. Râu đầu hình sợi chỉ chia nhiều đốt nhỏ. Miệng kiểu gặm nhai phát triển. Cánh trước hẹp dài, chất da tương đối dày; cánh sau chất màng 49
50. và có khu mông cánh rộng. Khi không bay cánh sau xếp như quạt phía trước cánh trước. Có một số loài cánh ngắn hoặc hoàn toàn không có cánh. Ngực trước phát triển, mảnh lưng ngực trước phần nhiều có dạng yên ngựa. Đốt đùi chân sau nở nang, thích nghi cho việc nhảy hoặc chân trước thích nghi cho việc đào bới. Con cái phần nhiều có ống đẻ trứng phát triển. Đốt thứ 10 của bụng có một đôi lông đuôi dài hoặc ngắn không chia đốt. Con đực thường có thể phát ra tiếng kêu bằng cánh: hoặc là do 2 cánh cọ xát vào nhau (họ dế mèn, sát sành) hoặc do đốt đùi chân sau cọ xát với cánh (một số loài của họ châu chấu). Con cái có bộ phận để nghe (cơ quan thính giác). Bộ phận nghe ở họ chây chấu nằm 2 bên đốt bụng thứ 1; ở họ sát sành, dế mèn, dế dũi thì nằm ở gần gốc đốt chày chân trước. Phần lớn sống trên cạn nhưng có một số loài ư ẩm như chấu chấu lúa (họ châu chấu). Đa số là loài ăn thực vật và nhiều loài có tính ăn rộng (ví dụ; chấu chấu). Một số loài thuộc nhóm ăn mồi (ví dụ: sát sành), một số ít loài thuộc nhóm ăn các chất mục nát hoặc ăn tạp. Thuộc nhóm biến thái không hoàn toàn. Trưởng thành và sâu non có hình thái tương tự nhau. Tính ăn của sâu non và trưởng thành giống nhau. Trứng tương đối lớn, có loài cả bọc trứng được đẻ trong đất (họ châu chấu: Acrididae), có loài đẻ rải rác trong lỗ dưới đất (họ dế dũi: Gryllotalpidae), có loài đẻ trứng trong mô cây (họ sát sành: Tettigonidae) 6.3.1.2. Một số họ quan trọng trong nông nghiệp - Họ châu chấu (Acrididae = Locustidae): Một số loài phổ biến: châu chấu lúa (Oxya velox Fabr.), Patanga succinta, Acrida chinensis (Westw), Atractomorpha chinensis Boliv . - Họ sát sành (Tettigoniidae) Một số loài thường gặp: Euconocephalus pallidus Red., Conocephalus - Họ dế mèn (Gryllidae) Một số loài thường gặp: dế mèn lớn hại lạc (Brachitrupes portentosus Licht) - Họ dế dũi (Gryllotalpidae) Loài phổ biến: Gryllotalpa africana Pal de Beauvois 6.3.2. Bộ cánh cứng (Coleoptera) 6.3.2.1. Đặc điểm chung của bộ cánh cứng Đây là bộ lớn nhất trong lớp côn trùng, gồm khoảng 40% côn trùng đã được biết. Đã có trên 250.000 loài đã được mô tả. Côn trùng thuộc bộ cánh cứng có kích thước rất thay đổi, từ rất nhỏ (nhỏ hơn 1 mm) đến rất lớn (trên 75 mm), một số loài sống ở vùng nhiệt đới có chiều dài cơ thể có thể đạt đến 125 mm. Bộ này phân bố rất rộng rãi, hầu như hiện diện khắp nơi. 50
51. Trưởng thành có 2 đôi cánh, đôi cánh trước có cấu tạo bằng chất sừng, đôi cánh sau bằng chất màng, thường dài hơn đôi cánh trước và ở trạng thái nghỉ cặp cánh sau thường xếp lại dưới cánh trước. Miệng có kiểu gặm nhai, 2 ngàm (hàm trên) rất phát triển. Biến thái hoàn toàn. Ấu trùng có nhiều dạng hình khác biệt nhau nhưng đa số có dạng chân chạy hoặc dạng bọ hung. Nhộng đa số là nhộng trần. Có nhiều loài làm nhộng trong đất và đựợc bao bọc bằng kén đất hoặc tàn dư thực vật. Có một số loài như xén tóc, nhộng được bao bọc bằng một lớp kén mỏng. Thường đẻ trứng trong đất, trong vỏ thân cây, trong mô lá. Trứng có hình cầu hoặc hình bầu dục. Tính ăn của côn trùng cánh cứng rất phức tạp, đa số ăn thực vật, nhưng cũng có nhiều loài ăn động vật, chuyên tấn công các loại côn trùng nhỏ khác, có loài ăn các chất hữu cơ mục nát và những di thể động vật. Ngoài ra có một số loài chuyên ăn các bào tử nấm, và một số ít loài thuộc nhóm ký sinh hoặc sống cộng sinh trong ổ những côn trùng sống thành xã hội. Đối với những loài ăn thực vật, thì tính ăn cũng đa dạng, nhiều loài ăn phá lá, đục thân, cành, quả, một số loài khác đục lá, tấn công rễ, bông. Hầu như côn trùng thuộc bộ này có thể tấn công tất cả các bộ phận khác của cây. Chu kỳ sinh trưởng của bộ này có thể kéo dài từ 3 – 4 thế hệ trong một năm đến nhiều năm để hoàn thành một thế hệ. 6.3.2.2. Một số họ phổ biến trong nông nghiệp - Họ chân chạy (Carabidae) Loài phổ biến thường gặp trên ruộng lúa là kiến ba khoang Opheonea indica. - Họ hổ trùng (Cicindelidae) Loài phổ biến: hổ trùng 6 chấm (Cicidella sexpunctata Fabr.) - Họ cánh cụt (cánh ẩn) (Staphylinidae) Loài phổ biến: Bọ cánh cộc Paedorus fuscipes trên ruộng lúa và ruộng đậu nành - Họ bọ rùa (Coccinellidae) Các loài bọ rùa ăn thịt phổ biến gồm có: Coccinella septempunctata L. (bọ rùa 7 chấm), Verania discolor (bọ rùa vàng), Synharmonia -8- maculata Fabr. (bọ rùa 8 chấm). - Họ ánh kim (Chrysomelidae) Loài phổ biến: bọ nhảy sọc cong vỏ lạc hại rau cải (Phyllotreta vittata Fabr.), sâu gai hại lúa (Hispa armigera Olivier), bọ bầu vàng (Aulacophora sp.), ba ba xanh hại khoai lang (Cassida circumdata Herbst). 51
52. - Họ bổ củi (Elateridae): Một số giống thường gặp là: Melanotus, Agriotes. - Họ bổ củi giả (Buprestidae) Một số giống thường gặp là: Agrillus, Chrysochoa. - Họ xén tóc (Cerambycidae) Một số loài thường gặp: xén tóc đen, đốm trắng hại cam, bưởi (Anoplophora chinensis Forster); xén tóc xanh lục hại cam, bưởi (Chelodonium argentatum Dalman); Đục thân mình trắng hại cà phê (Xylotrechus quadripes Chevr.). - Họ mọt đậu (Bruchidae, Lariidae) Loài thường gặp: Mọt đậu (Bruchus chinensis L.) - Họ bóng tối (họ chân bò giả) (Tenebrionidae) Loài thường gặp: mọt thóc (Tribolium ferrugineum Fabr.). - Họ mọt gỗ ngắn (Scolytidae): Loài thường gặp: mọt đục cành cà phê (Xyleborus morstatii H.) - Họ vòi voi (Curculionidae): Loài thường gặp: Bọ hà hại khoai lang (Cylas formicarius Fabr.), mọt gạo (Sitophilus oryzae L.). - Họ bọ hung (Scarabacidae): Loài thường gặp: Kiến vương hại dừa (Rhinoceros spp.), bọ hung đục gốc mía (Alissonotum pauper Burm), bọ cánh cam (Anomala sp.). 6.3.3. Bộ cánh màng (Hymenoptera) 6.3.3.1. Đặc điểm chung của bộ Hymenoptera Bộ cánh màng là một bộ lớn trong lớp côn trùng. Số loài đã biết có trên 100 000 loài. Tất cả các loài kiến, ong đều thuộc bộ này. Ngoài ra còn nhiều loài ong ký sinh bé nhỏ khác. Trưởng thành có miệng gặm hút. Có 2 đôi cánh bằng chất màng, cánh trước thường lớn hơn cánh sau. Mép trước của cánh sau có một dãy móc câu nhỏ móc lên nếp cuốn của mép sau cánh trước, hệ thống mạch cánh thay đổi phức tạp. Chân phát triển bình thường, có 1-2 đốt chuyển. Đốt bụng thứ nhất thường nhập vào đốt ngực, trừ các loài thuộc bộ phụ không thắt lưng ong. Tất cả đều có đốt bụng thứ 2 rất rõ. Con cái có ống đẻ trứng dạng 52
53. răng cưa hoặc dạng ngòi châm. Bộ cánh màng thuộc dạng biến thái hoàn toàn. Sâu non phần nhiều có đầu phát triển, ngực chia 3 đốt, bụng 10 đốt. Nhiều loài sâu non không có chân, mình mềm, màu trắng nhạt. Nhộng dạng nhộng trần. Có nhiều loài trước khi hóa nhộng nhả tơ làm kén. Theo đánh giá của con người thì bộ cánh màng là một bộ có lợi nhất trong toàn lớp côn trùng, bộ này gồm hầu hết những loài có ích, đó là những loài ăn mồi, ký sinh và bộ này còn bao gồm rất nhiều loại ong cần thiết cho thụ phấn cây trồng. Trong bộ cánh màng có nhiều loài có tập quán sống quần tụ thành xã hội như ong, kiến, có hành vi tập quán rất cao. Chỉ một số ít loài là gây hại trên cây trồng như những loài thuộc bộ ong ăn lá (Tenthredinidae). 6.3.3.2. Một số họ có liên quan đến nông nghiệp: - Họ ong cự (Ichneumonidae) Một số giống thường gặp: Cremastus, Metopius, Pimpla, Campotex, Xanthopimpla. O - Họ ong kén nhỏ (Braconidae) Một số giống thường gặp: Apanteles, Opius, Bracon - Họ ong nhỏ (Chalcidae) Loài thường gặp: ong đùi to ký sinh nhộng bướm phấn (Branchymeria obseurata Walker) - Họ ong mắt đỏ (ong ba đốt bàn) (Trichogrammatidae) Giống phổ biến: Trichogramma - Họ ong nhảy nhỏ (Encyrtidae): Giống phổ biến: Aphycus, Blastothrix ký sinh rệp sáp Cocus và Pulvinaria. Một số loài đã được sử dụng để phòng trừ rệp sáp có hiệu quả như ong Pseudophycus utilus Timb, Blastothriz sericae Dalm. - Họ ong nhỏ râu ngắn (Eulophidae): Giống phổ biến: Neochrysocharis ký sinh sâu non ruồi đục lá, Aphelinus ký sinh trên cơ thể rầy mềm, Coccophagus ký sinh trên rệp sáp. - Họ ong xanh nhỏ (Pleromalidae): Loài phổ biến: ong xanh nhỏ Dibrachys cavus Walker ký sinh trên sâu hồng hại cây bông vải - Họ kiến (Formicidae): Loài phổ biến: Oecophylla smaragdia Fabr. tiêu diệt nhiều loài sâu hại cam quýt, 53