Giáo trình Côn trùng đại cương (Nghề: Bảo vệ thực vật - Cao đẳng): Phần 1 - Trường Cao đẳng cộng đồng Đồng Tháp

Nội dung của giáo trình bao gồm những kiến thức có liên quan đến tác động của côn trùng trong nông nghiệp và đời sống con người, các đặc điểm về hình thái, sinh lý, sinh học, sinh thái và phân loại côn trùng. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung phần 1 giáo trình.

UỶ BAN NHÂN DÂN TỈNH ĐỒNG THÁP

(Ban hành kèm theo Quyết định Số:…./QĐ-CĐCĐ-ĐT ngày… tháng… năm

2017 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Cộng đồng Đồng Tháp)

Đồng Tháp, năm 2017

TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN

Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm

LỜI GIỚI THIỆU

Côn trùng đại cương là một môn học trong chương trình đào tạo nghề Bảo

vệ thực vật, hệ cao đẳng Giáo trình được xây dựng nhằm cung cấp những kiến thức cơ bản nhất về côn trùng, làm nền tảng kiến thức nghiên cứu môn học Côn trùng chuyên khoa sau này

Nội dung của giáo trình bao gồm những kiến thức có liên quan đến tác động của côn trùng trong nông nghiệp và đời sống con người, các đặc điểm về hình thái, sinh lý, sinh học, sinh thái và phân loại côn trùng

Giáo trình tập trung trình bày chi tiết về các đặc điểm hình thái cơ bản của côn trùng giúp sinh viên ứng dụng vào công tác phân loại côn trùng, giúp người học định danh được những Bộ côn trùng phổ biến trong nông nghiệp Từ đó sinh viên có thể phân biệt được các bộ côn trùng, các họ khác nhau trong cùng một

bộ, những loài có hại cần phòng trừ và những loài có lợi cần được bảo vệ

Tuy nhiên, khi nghiên cứu giáo trình này, sinh viên cần tham khảo thêm các tài liệu chuyên ngành khác như về Hình thái học côn trùng, Sinh vật học côn trùng, Giám định côn trùng…

Bên cạnh đó, việc nghiên cứu giáo trình đạt hiệu quả khi thực hiện song song với các buổi thực hành trong phòng thí nghiệm và thu thập mẫu côn trùng ngoài đồng ruộng

Chân thành cảm ơn tất cả thành viên trong hội đồng thẩm định, phản biện,

đã đóng góp và điều chỉnh nội dung giáo trình được hoàn chỉnh

Mặc dù đã cố gắng biên soạn để đáp ứng được mục tiêu đào tạo nhưng không tránh được những thiếu sót Rất mong nhận được đóng góp ý kiến của quý thầy,

cô giáo, bạn đọc để giáo trình hoàn thiện hơn

Xin chân thành cảm ơn

Đồng Tháp, ngày 26 tháng 5 năm 2017

Chủ biên

Lê Thị Kim Thoa

MỤC LỤC

Trang

LỜI GIỚI THIỆU ii

CHƯƠNG 1 1

CÔN TRÙNG VỚI ĐỜI SỐNG CON NGƯỜI 1

1 Vị trí của côn trùng trong giới động vật 1

2 Một số đặc điểm có liên quan tới cấu tạo, sinh lý và đời sống côn trùng 2

3 Côn trùng có ích 3

3.1 Côn trùng và vấn đề thụ phấn 3

3.2 Sản phẩm thương mại từ côn trùng 3

3.3 Côn trùng thiên địch 4

3.4 Côn trùng ăn chất hữu cơ mục nát 5

3.5 Côn trùng tấn công thực vật không có lợi 5

3.6 Côn trùng là thức ăn của người và động vật 6

3.7 Côn trùng và vấn đề nghiên cứu khoa học 6

4 Côn trùng gây hại 6

4.1 Côn trùng gây hại trên cây trồng 6

4.2 Côn trùng gây hại trong kho vựa 7

4.3 Côn trùng gây hại trên người và động vật 8

5 Thực hành: Hướng dẫn phương pháp thu thập và tồn trữ mẫu côn trùng 8

5.1 Mục đích - Yêu cầu 8

5.2 Vật liệu - dụng cụ 8

5.3 Phương pháp 8

5.4 Thực hành 9

CHƯƠNG 2 10

HÌNH THÁI HỌC CÔN TRÙNG 10

1 Khái quát cấu tạo bên ngoài 10

1.1 Cấu tạo da côn trùng 11

1.2 Các vật phụ trên vách da cơ thể 13

1.3 Các tuyến của da côn trùng 14

2.3 Cấu tạo bụng 38

3 Thực hành: Quan sát cấu tạo cơ thể côn trùng, nhận diện và phân biệt các dạng râu, miệng, chân và cánh của côn trùng 41

3.1 Mục đích - yêu cầu 41

3.2 Vật liệu 41

3.3 Thực hành 42

3.4 Phúc trình 42

CHƯƠNG 3 43

PHÂN LOẠI CÔN TRÙNG 43

1 Khái niệm chung và nguyên tắc trong phương pháp phân loại 43

2 Hệ thống phân loại côn trùng 45

3 Khóa phân bộ côn trùng 47

4 Một số bộ phổ biến trong nông nghiệp 56

4.1 Bộ cánh thẳng Orthoptera 56

4.2 Bộ cánh cứng Coleoptera 59

4.3 Bộ cánh màng Hymenoptera 65

4.4 Bộ cánh vảy Lepidoptera 68

4.5 Bộ hai cánh Diptera 74

4.6 Bộ cánh tơ Thysanoptera 78

4.7 Bộ cánh nửa cứng Hemiptera 79

4.8 Bộ cánh đều Homoptera 82

5 Thực hành 88

5.1 Sử dụng khóa phân bộ trong phân loại côn trùng 89

5.2 Khóa phân họ của bộ cánh thẳng Orthoptera, bộ hai cánh Diptera 89

5.3 Khóa phân họ của bộ cánh cứng Coleoptera, bộ cánh đều Homoptera 90

5.4 Khóa phân họ của bộ cánh vảy Lepidoptera, cánh tơ Thysanoptera 91

5.5 Khóa phân họ của bộ cánh nửa cứng Hemiptera và cánh màng Hymenoptera 92

CHƯƠNG 4 94

SINH LÝ HỌC CÔN TRÙNG 94

1 Hệ cơ của côn trùng 94

2 Thể xoang và các bộ máy bên trong cơ thể côn trùng 94

2.1 Thể xoang 95

2.2 Hệ tiêu hóa 95

2.3 Hệ tuần hoàn 97

2.4 Hệ hô hấp 99

2.5 Hệ bài tiết 105

2.6 Hệ thần kinh 105

2.7 Hệ sinh dục 106

CHƯƠNG 5 110

SINH VẬT HỌC CÔN TRÙNG 110

1 Các phương thức sinh sản ở côn trùng 110

1.1 Sinh sản hữu tính 110

1.2 Sinh sản đơn tính 110

1.3 Sinh sản hữu tính và đơn tính xen kẽ có tính chu kỳ 111

1.4 Hiện tượng thai sinh 111

1.5 Hiện tượng đa phôi 111

1.6 Hiện tượng sinh sản tiền trưởng thành 111

2 Sự biến thái của côn trùng 111

2.1 Các kiểu biến thái 112

2.2 Các dạng ấu trùng và nhộng của côn trùng biến thái hoàn toàn 116 3 Sự lột xác và sinh trưởng 120

3.1 Tuổi sâu 120

3.2 Tiến trình lột xác 120

4 Tính ăn của côn trùng trên thực vật 122

4.1 Côn trùng kiểu miệng nhai: 123

4.2 Côn trùng kiểu miệng hút hoặc chích hút: 123

5 Hiện tượng ngừng phát dục 126

5.1 Sự ngủ nghỉ (Dormancy) 126

5.2 Các hình thức ngủ nghỉ 127

6 Pheromone 128

7 Sự kháng thuốc ở các loài côn trùng 129

7 1 Sơ lược về tình hình kháng thuốc của côn trùng trong và ngoài nước 129

CHƯƠNG 6 133

SINH THÁI HỌC CÔN TRÙNG 133

1 Tác động của các yếu tố phi sinh vật 133

1.1 Nhiệt độ 133

1.2 Ẩm độ và lượng mưa 133

1.3 Ánh sáng và quang kỳ 133

1.4 Gió và áp suất không khí 134

1.5 Đất 134

2 Tác động của các yếu tố sinh vật 134

2.1 Yếu tố nội tại của côn trùng 134

2.2 Tác động của cây ký chủ 136

2.3 Yếu tố thiên địch 138

TÀI LIỆU THAM KHẢO 140

PHỤ CHƯƠNG 141

GIÁO TRÌNH MÔN HỌC

Tên mô đun: CÔN TRÙNG ĐẠI CƯƠNG

Mã môn học: CNN223

Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của môn học:

- Vị trí: là một mô đun cơ sở bắt buộc trong chương trình đào tạo

- Tính chất: trang bị cho sinh viên những kiến thức cơ bản nhất để nghiên cứu phần Côn trùng hại cây trồng đạt hiệu quả hơn

- Ý nghĩa và vai trò của môn học: giúp sinh viên có kiến thức về hình thái, sinh

học, sinh thái côn trùng, hiểu biết những đặc điểm hình thái, sinh học, sinh thái liên quan đến tập quán sinh hoạt cuả côn trùng, tìm hiểu nguyên nhân gây ra các triệu chứng bị hại, dự đoán được tiềm năng gây hại cuả côn trùng

Mục tiêu của môn học:

- Về kiến thức:

+ Trình bày được vị trí của lớp côn trùng trong hệ thống phân loại

+ Cung cấp kiến thức về tầm quan trọng của côn trùng đối với đời sống con người

và sản xuất nông nghiệp

+ Trình bày được những đặc điểm cấu tạo hình thái của lớp côn trùng

+ Trình bày được đặc điểm sinh sống, phát sinh phát triển của côn trùng gây hại hoặc có lợi trong nông nghiệp

+ Hiểu rõ về nguyên tắc và các phương pháp phân loại côn trùng

+ Trình bày được các hình thức sinh sản và các kiểu biến thái của côn trùng + Trình bày được các đặc điểm về dòng sinh lý, tính kháng thuốc, pheromone và vai trò của côn trùng trong sự cân bằng sinh học trong tự nhiên

+ Trình bày được tác động của những điều kiện tự nhiên, những yếu tố chủ quan

và khách quan đến hoạt động sống của côn trùng

- Về kỹ năng:

+ Phân biệt được các đối tượng côn trùng có lợi hoặc có hại để có hướng phòng trừ hoặc bảo vệ thích hợp

+ Nhận diện và phân loại côn trùng tới bộ, họ những côn trùng phổ biến trong nông nghiệp

+ Đánh giá được tác động những điều kiện tự nhiên, những yếu tố chủ quan và khách quan đến hoạt động sống của côn trùng

- Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: có tinh thần học tập, chủ động học hỏi, có phương pháp làm việc khoa học, sáng tạo và luôn cập nhật thông tin

Nội dung của môn học:

Số

Thời gian (giờ)

Tổng

số

Lý thuyết

Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, bài tập

Kiểm tra (định kỳ)

1 Chương 1: Côn trùng với đời sống con

người

1 Vị trí côn trùng trong giới động vật

2 Một số đặc điểm có liên quan tới cấu tạo,

sinh lý và đời sống côn trùng

3 Côn trùng có ích

4 Côn trùng gây hại

5 Thực hành

2 Chương 2: Hình thái học côn trùng

1 Khái quát cấu tạo bên ngoài

2 Cấu tạo chi tiết cơ thể côn trùng

3 Thực hành

3 Chương 3: Phân loại côn trùng

1 Khái niệm chung và nguyên tắc trong

phương pháp phân loại

2 Hệ thống phân loại

3 Khóa phân bộ côn trùng

4 Một số bộ côn trùng phổ biến trong nông

nghiệp

5 Thực hành

4 Chương: Sinh lý học côn trùng

1 Hệ cơ của côn trùng

2.Thể xoang và các bộ máy bên trong cơ thể

côn trùng

5 Chương 5: Sinh vật học côn trùng

1 Các phương thức sinh sản của côn trùng

2 Sự biến thái ở côn trùng

6 Chương: Sinh thái học côn trùng

1 Tác động của các yếu tố phi sinh vật

2 Tác động của các yếu tố sinh vật

CHƯƠNG 1 CÔN TRÙNG VỚI ĐỜI SỐNG CON NGƯỜI

Giới thiệu:

Nội dung bài học cung cấp những kiến thức cơ bản về sự khác biệt của côn trùng với những động vật khác và những tác động của chúng đối với đời sống và sản xuất nông nghiệp.

Mục tiêu:

Kiến thức:

+ Trình bày được vị trí của lớp côn trùng trong hệ thống phân loại

+ Cung cấp kiến thức về tầm quan trọng của côn trùng đối với đời sống con người và sản xuất nông nghiệp

1 Vị trí của côn trùng trong giới động vật

Côn trùng thuộc ngành chân khớp (Arthropoda) hay còn được gọi là chân đốt, tiết túc Các lớp trong ngành có những đặc điểm chung như sau:

- Cơ thể phân đốt (2-3 đốt), thường kết hợp lại thành những vùng chuyên biệt, đối xứng song phương Trên mỗi đốt thường mang các chi phụ

- Vách da cơ thể là bộ xương ngoài có cấu tạo chitine, vách da này thường được thay thế bằng một lớp da mới khi côn trùng lớn lên nhờ hiện tượng lột xác

- Hệ tuần hoàn hở, hệ thần kinh gồm có não ở trên đầu và chuỗi thần kinh bụng, hệ bài tiết chủ yếu là ống Malpighi, hô hấp bằng hệ thống khí quản và lỗ thở

2 Một số đặc điểm có liên quan tới cấu tạo, sinh lý và đời sống côn trùng

Côn trùng là nhóm động vật có số loài lớn nhất trong giới động vật, hàng trăm ngàn loài đã được mô tả và cho đến nay vẫn còn rất nhiều loài chưa được mô tả; không những số loài mà thành phần các cá thể trong loài cũng rất lớn

Là động vật không xương sống duy nhất có cánh Nhờ cánh, côn trùng có thể phát tán và hiện diện hầu như mọi nơi trên trái đất Hơn nữa do kích thước nhỏ, biến động từ 0,25-330 mm nên côn trùng có thể sống ở những chỗ mà những loài động vật lớn hơn không thể sống được, và cũng nhờ kích thước nhỏ nên chỉ cần một lượng thức ăn nhỏ cũng giúp cho chúng sinh sôi nảy nở và tồn tại

Thuộc nhóm động vật máu lạnh, nhiệt độ cơ thể có thể biến đổi theo nhiệt

độ của môi trường chung quanh, do đó côn trùng có thể sống sót được dễ dàng trong những điều kiện khí hậu bất lợi Khi nhiệt độ môi trường giảm, nhiệt độ cơ thể côn trùng cũng giảm, dẫn đến các quá trình sinh lý cũng giảm thấp Vào mùa đông, côn trùng có thể đi vào giai đoạn ngừng phát dục và chỉ hoạt động trở lại khi điều kiện khí hậu trở lại bình thường

Ngoài những đặc điểm trên côn trùng còn có khả năng sinh sản rất cao, một con côn trùng có thể đẻ từ vài trứng đến hàng nghìn trứng Nhiều loài lại có chu

kỳ sinh trưởng rất ngắn, trong một năm có thể có hàng chục thế hệ, vì vậy có khả năng gia tăng mật số cao và phát sinh thành dịch trong một thời gian ngắn

Kết quả khảo sát của ngành địa chất học và hóa thạch học cho thấy côn trùng

đã xuất hiện trên trái đất từ 350 triệu năm trước đây và trong suốt thời gian này chúng đã tiến hóa không ngừng trong nhiều điều kiện môi trường khác nhau Điều này đã cho thấy côn trùng có sức sống và tính thích nghi rất mạnh

Mặc dù số lượng loài rất lớn, chiếm từ 2/3 - 3/4 tổng số loài của giới động vật nhưng thật ra số sâu hại chỉ chiếm dưới 10 % tổng số loài côn trùng và các loài sâu hại quan trọng không chiếm quá 1 % Vì bên cạnh những loài gây hại cho nông nghiệp, gây bệnh cho con người và những động vật cấp cao khác, có mộtsố lượng lớn côn trùng rất có lợi cho con người như: thụ phấn cho cây trồng; cung cấp thức ăn cho con người và các động vật khác; cung cấp các sản phẩm công nghiệp cho con người (tơ, sáp, ); tạo chất dinh dưỡng cho cây cối qua việc phân hóa các chất mục nát của động, thực vật; phối hợp với sự hoạt động của vi sinh vật để tạo ra các chất dinh dưỡng cần thiết cho cây; nhiều loài côn trùng đã được

sử dụng trong nghiên cứu khoa học và y học như ruồi dấm, ong,

Vai trò thiên địch của côn trùng trong việc hạn chế và tiêu diệt những loài

3 Côn trùng có ích

3.1 Côn trùng và vấn đề thụ phấn

Chỉ có một số thực vật cấp cao là tự thụ phấn, hầu hết là thụ phấn chéo, phấn được đưa từ hoa này đến hoa khác bằng hai cách: gió và côn trùng Rất nhiều loại cây trồng thuộc họ Rosacea như táo, lê, dâu tây, dựa chủ yếu vào ong mật để thụ phấn, nhiều loại thực vật khác cũng phải nhờ vào nhiều loại ong khác nhau để thụ phấn Côn trùng thụ phấn không phải chỉ bao gồm các loại ong mà còn nhờ nhiều loại côn trùng khác nữa như ngài, bướm, kiến, ruồi,

Tuy nhiên loài giữ vai trò lớn nhất cho sự thụ phấn có lẽ là ong mật Aphis mellifera, nếu không có những loài này thì gần như không thể sản xuất được phần

lớn những loại thực vật như cam, quít, bầu, bí, dưa, Loại ong mật này ngày càng trở nên quan trọng hơn nhờ được thuần hóa và nuôi dưỡng với một số lượng rất lớn trong tự nhiên Vấn đề thụ phấn do côn trùng thực hiện rất quan trọng, hàng năm năng suất của các loại thực vật được thụ phấn bởi côn trùng ước lượng khoảng 8tỉ đô la Mỹ

Côn trùng thụ phấn và phát tán cho cây cỏ trong tự nhiên giúp ổn định thảm thực vật tạo nên sự cân bằng về sinh thái và khí hậu của địa cầu

3.2 Sản phẩm thương mại từ côn trùng

a) Tơ tằm

Lụa tơ tằm được dệt từ nguồn sợi tự nhiên là tơ tằm do ấu trùng của bướm

tằm Bombyx mori L (Lepidoptera) tiết ra từ tuyến nước bọt của chúng Tơ tằm

được xem là loại sợi tự nhiên bền chắc nhất, nó có thể chịu được độ căng tương đương với sợi thép và nylon, nhưng lại mềm dẻo hơn Lụa được dệt từ tơ tằm có thể giữ ấm trong mùa đông, mát trong mùa hè, không bị nhăn nheo và rất nhẹ Cho đến trước khi sợi nylon được khám phá vào năm 1918, tơ tằm là loại sợi duy nhất được dùng để sản xuất dù cho phi công, chỉ phẫu thuật và hàng dệt kim dành

cho phụ nữ Một vài loài bướm, hầu hết thuộc nhóm Antherea spp phân bố ở Ấn

Độ, Trung Quốc và Nhật Bản, cũng tiết ra tơ Tuy nhiên, lụa dệt từ các loại tơ này thường dày, sậm màu và có giá trị thấp hơn so với được dệt từ tơ tằm

b) Mật và sáp ong

Mật và sáp ong được sản xuất bởi ong mật Apis mellifera Mật ong là một

trong những nguồn thực phẩm chính của tổ ong, được tạo thành từ các hạt mật hoa do những con ong thợ tập hợp lại Hầu hết mật ong được dùng làm chất ngọt hay để thay thế cho đường trong ngành thực phẩm nướng; nó còn được dùng làm thuốc ho, thuốc trị bỏng và nhuận tràng

Ngoài mật và sáp, ong còn cung cấp những sản phẩm khác như keo ong, nọc ong (dùng làm thuốc gây tê) và sữa ong chúa (dùng để bổ sung vào thực phẩm hoặc mỹ phẩm)

c) Sen-lắc (shellac)

Lac là một loại nhựa hữu cơ giống như nhựa thông (resin) do loài rệp

Laccifera lacca (Homoptera: Kerridae) sống trên cây bồ hòn và cây keo ở Ấn Độ

và Đông Nam Á tiết ra Sen-lắc (shellac) được điều chế bằng cách hòa tan lac trong cồn Ngày nay mặc dù một phần lớn sen-lắc (vec-ni) được thay thế bởi những vật liệu tổng hợp như polyurethane và vinyl, nhưng nó vẫn còn được sử dụng như là chất làm cứng nón nỉ, giầy da, xi gắn, nhiều loại mực, thuốc nhuộm

và nước bóng Lac là loại nhựa thương mại duy nhất có nguồn gốc từ động vật

d) Phẩm son

Phẩm son (cochineal) là một sắc tố màu đỏ tươi được ly trích từ xác của

loài rệp đỏ Dactylopius coccus C (Hemiptera: Dactylopiidae) sống trên cây

xương rồng gai lê ở Mexico và Trung Mỹ Đầu tiên loại phẩm nhuộm này được những thổ dân da đỏ Aztec sử dụng làm thuốc uống, thuốc nhuộm vải và màu vẽ

cơ thể Ngày nay, ngành công nghiệp vải sợi đã hầu như chỉ sử dụng những loại thuốc nhuộm anilin rẻ tiền Tuy nhiên, phẩm yên chi vẫn được sử dụng để làm màu của thực phẩm, thức uống và mỹ phẩm trang điểm (chủ yếu là son môi) và trong các tác phẩm nghệ thuật

e) Côn trùng làm thực phẩm

Trên 1.000 loài côn trùng thuộc hơn 370 giống của 90 họ đã được sử dụng làm thực phẩm ở nhiều nơi trên thế giới, đặc biệt ở vùng Trung và Nam Phi, Châu

Á, Úc và Mỹ Latinh Dế, mối, cào cào, kiến, ấu trùng của ong, kiến và nhộng tằm

là nhóm côn trùng được sử dụng làm thức ăn nhiều nhất

Mặc dù thực phẩm được chế biến từ côn trùng chứa nhiều loại vitamin và khoáng chất, cùng với hàm lượng protein và năng lượng khá cao Tuy nhiên, những món ăn từ côn trùng phổ biến ở châu Á còn các nước phương Tây vẫn e dè với loại thực phẩm này

Côn trùng là lớp sinh vật giữ vai trò then chốt trong mạng lưới năng lượng (chủ yếu là lưới thức ăn) của hệ sinh thái do chúng là nhóm ăn thực vật và xác bả hữu cơ chủ yếu, đồng thời chúng lại là nguồn thức ăn chủ yếu của rất nhiều loài động vật khác

công làm giới hạn mật số Phần lớn động vật tấn công này cũng thuộc lớp côn trùng Tác động của các côn trùng thuộc loại ăn mồi rất lớn, có thể nói không có

gì mà con người làm có thể so sánh với tác động của côn trùng ăn mồi Tuy vậy cho đến nay sự hiểu biết và đánh giá của con người về côn trùng ăn động vật rất giới hạn Một ví dụ điển hình về tác động của sự giới hạn côn trùng gây hại bởi

thiên địch là trường hợp của rệp sáp Icerya purchasi, một loại dịch hại rất quan

trọng trên cam, quýt tại California Loại rệp sáp này đầu tiên được tìm thấy tại California năm 1868 và đã gây thiệt hại nặng trên cam quýt tại miền Nam

California Trong hai năm 1888 và 1889, bọ rùa Rodolia cardinalis từ Australia

đã được đưa vào California để tiêu diệt Icerya purchasi và chỉ trong hai năm, rệp sáp Icerya purchasi đã bị đẩy lui ra khỏi các vườn cam quýt tại California

Vì vậy điều cần lưu ý là việc đánh giá xác định nhóm ăn mồi và ký sinh có ích cho con người, cần lưu ý đến tầm quan trọng của các loài côn trùng ký chủ của các loài này Nếu côn trùng ký chủ thuộc nhóm gây hại thì nhóm thiên địch được xem như có ích, trái lại nếu nhóm thiên địch tấn công những loài có ích, chúng sẽ được xem như loài gây hại

3.4 Côn trùng ăn chất hữu cơ mục nát

Côn trùng ăn những chất hữu cơ mục nát (thực vật, động vật, phân) giúp cho quá trình phân hủy nhanh chóng những chất này thành những chất đơn giản cần thiết cho cây trồng, giúp cho việc dọn sạch những chất bẩn ra khỏi môi trường sống của con người Các loại côn trùng thuộc bộ cánh cứng (Coleoptera) sinh sống bằng cách ăn và đục gỗ như mối, kiến và một số loại côn trùng ăn gỗ khác giúp cho những cành cây mục, gỗ mục phân hủy nhanh chóng hoặc những hang được tạo ra trong quá trình ăn phá sẽ làm cho các loại nấm xâm nhập khiến cho gỗ bị phân huỷ nhanh Những loài này rõ ràng là rất cần thiết cho việc giữ cân bằng trong thiên nhiên

Tại Australia, một số loại bọ hung ăn phân được du nhập để hạn chế các tập đoàn ruồi trên các vùng nuôi gia súc Loại bọ hung này ăn phân bò và làm sạch môi trường rất nhanh khiến cho dòi trong phân không đủ thời gian để hoàn thành

sự phát triển

3.5 Côn trùng tấn công thực vật không có lợi

Bên cạnh những loại côn trùng tấn công thực vật được xem như nhóm gây hại thì cũng có nhiều loại côn trùng cũng tấn công trên thực vật nhưng được xem như có lợi cho con người vì những loại nầy tấn công các loài cỏ dại, các loài thực vật không có lợi cho con người Một số loại cỏ, thực vật khi được du nhập vào một vùng thường phát triển quá mạnh cho đến khi thành dịch Trong một số trường hợp, côn trùng ăn thực vật đã được du nhập để hạn chế sự phát triển của các loài

thực vật này Một ví dụ điển hình về vai trò có ích của các loài côn trùng ăn thực

vật: cây xương rồng Opunctia spp được du nhập vào Australia năm 1925 đã phát triển dầy đặc trên 10 triệu hecta Để hạn chế sự phát triển của Opunctia, một loại ngài Cactoblastis cactorum đã được du nhập từ Argentina vào Australia, hiện giờ diện tích của Opunctia chỉ còn 1/200 diện tích năm 1925

3.6 Côn trùng là thức ăn của người và động vật

Có rất nhiều động vật đã sử dụng côn trùng như thức ăn, đó là cá, chim và một số động vật có vú khác Con người đôi khi cũng ăn một số loài côn trùng hay một số sản phẩm có từ côn trùng như mật ong và cà cuống, người Ả Rập ăn cào cào, người Phi Châu trước kia ăn kiến, mối và cào cào Nhiều người Việt Nam xem “đuông dừa” như một món ăn quí hoặc như nhộng của ngài tằm được xem là một món ăn bổ dưỡng

3.7 Côn trùng và vấn đề nghiên cứu khoa học

Hiện nay rất nhiều loại côn trùng được sử dụng trong công tác nghiên cứu

khoa học, tiêu biểu nhất là loại ruồi dấm Drosophila, loài này được sử dụng rất

nhiều trong công tác nghiên cứu di truyền học

4 Côn trùng gây hại

4.1 Côn trùng gây hại trên cây trồng

Hầu như tất cả các loài thực vật, đặc biệt là cây trồng, đều bị côn trùng gây hại Tại Hoa Kỳ, sự thiệt hại do côn trùng gây ra cho cây trồng ước lượng khoảng

3 tỷ/năm Sự thiệt hại có thể do côn trùng ăn phá trực tiếp đến các bộ phận của cây, hoặc đẻ trứng trên cây hoặc truyền bệnh cho cây Tầm quan trọng của sự thiệt hại thay đổi từ việc làm giảm năng suất đến việc hủy diệt toàn bộ cây trồng

a) Thiệt hại do sự ăn phá trực tiếp

Hầu hết sự thiệt hại trên cây trồng được gây ra là do sự ăn phá trực tiếp trên cây trồng của côn trùng Sự thiệt hại thay đổi tùy theo nhóm côn trùng, tùy theo các đặc tính nội tại của côn trùng cũng như các điều kiện môi trường Sự thiệt hại

có thể từ rất nhẹ đến gây chết toàn bộ

b) Thiệt hại do đẻ trứng

Một số côn trùng có tập quán đẻ trứng trong các bộ phận của cây, tập quán này đã ít nhiều ảnh hưởng đến sự phát triển bình thường của cây trồng, một số loài ve sầu khi đẻ trứng vào cành thường làm cho cành dễ bị gãy, một số loại khác

đẻ trứng vào lá, vào trái làm cho lá và trái không phát triển bình thường và làm

Trong thời gian gần đây, nhiều công trình nghiên cứu đã cho thấy rõ vai trò của côn trùng trong việc truyền bệnh cho cây trồng, khoảng 200 loại bệnh trên cây trồng là do côn trùng truyền, và đa số bệnh này là bệnh siêu vi khuẩn Côn trùng có thể truyền bệnh cho cây bằng 3 cách:

- Khi côn trùng chích hút cây trồng để lấy thức ăn, vết chích là cửa ngõ cho mầm bệnh xâm nhập vào cây trồng Nhiều loại mầm bệnh đã xâm nhập vào cây bằng phương thức này

- Mầm bệnh có thể được mang trên hay trong cơ thể côn trùng và được côn trùng truyền từ cây này sang cây khác Các loài ruồi và ong là tác nhân chủ yếu

để truyền bệnh theo phương thức này

- Mầm bệnh có thể được tích trữ trên cơ thể côn trùng trong một thời gian ngắn (semi- persistent or non persistent) hoặc trong cơ thể côn trùng trong một thời gian dài (persistent) và được tiêm vào cây trồng khi côn trùng chích hút Các loài côn trùng chích hút thuộc bộ Cánh đều (rầy mềm, rầy nâu, rầy xanh, rầy chổng cánh ) là tác nhân truyền bệnh chủ yếu của phương thức này, hầu hết các bệnh được truyền là bệnh virus, vi khuẩn, mycoplasma, spiroplasma

Ví dụ như: bệnh lùn xoắn lá trên lúa được truyền bởi rầy nâu Nilaparvata lugens, bệnh khảm trên mía được truyền bởi rầy mềm, bệnh vàng lá gân xanh trên cam quít được truyền bởi rầy chổng cánh Diaphorina citri, bệnh mycoplasma chủ

yếu được truyền bởi rầy lá

Sự thiệt hại gây ra do sự ăn phá trực tiếp của côn trùng có thể rất quan trọng, nhưng một tác nhân truyền bệnh, dù chỉ một vài cá thể cũng có thể làm giảm năng suất cây trồng một cách trầm trọng và có thể giết hàng loạt cây trồng và điều khó khăn hơn nữa là khi cây đã bị nhiễm các loại bệnh này thì rất khó trị

4.2 Côn trùng gây hại trong kho vựa

Đối với các nông sản phẩm tồn trữ, sự thiệt hại do côn trùng gây ra cho các sản phẩm nông nghiệp, lâm nghiệp và ngư nghiệp rất lớn Có trên 300 loài, trong

đó có khoảng 50 loài gây hại đáng kể, chủ yếu là bộ Cánh vảy (Lepidoptera) và

bộ Cánh cứng (Coleoptera) Trong điều kiện tồn trữ kém, nhiệt độ, độ ẩm cao thì

sự thiệt hại có thể lên đến 15 % Công bố gần đây của FAO (Anon, 1979) chỉ kể riêng các kết quả nghiên cứu của các tác giả Mỹ về mất mát ngũ cốc sau thu hoạch vào năm 1967 ở các nước công nghiệp phát triển đã lên tới 42 triệu tấn, tức bằng 95% tổng sản lượng thu hoạch của nước Canada hay bằng gấp đôi sản lượng lương thực trong năm 1992 của nước ta

Bên cạnh các thiệt hại do côn trùng gây ra trên cây trồng và trong kho vựa thì nhiều công trình bằng gỗ như nhà cửa, đồ đạc, cũng thường bị một số loài

côn trùng tấn công Loại phân bố rộng nhất và gây hại nặng nhất cho gỗ và những sản phẩm của gỗ là mối Ngoài ra, một số sản phẩm làm từ sợi động vật như áo lông, mền, thảm, cũng thường bị côn trùng tấn công như các loài thuộc họ Dermestidae và một số ngài thuộc bộ Cánh vảy

4.3 Côn trùng gây hại trên người và động vật

Côn trùng có thể tác động xấu đến con người và động vật bằng nhiều cách:

a) Tiết nọc độc do vết cắn hay chích

Gây mẫn cảm, sưng phù, đau đớn và đôi khi làm tê liệt hoặc gây đến tử vong Nhóm gây hại đa số là nhóm chích hút như các loài ong, bọ xít, ruồi, muỗi,

b) Ký sinh và truyền bệnh

Rất nhiều loài có thể sống ký sinh trên người và các động vật như chí, rận,

bọ chét, rệp Nhiều loài côn trùng là tác nhân truyền nhiều bệnh nguy hiểm cho con người như bệnh sốt rét, sốt xuất huyết được truyền bởi các loại muỗi, các bệnh tiêu chảy, thương hàn được truyền bởi các loại ruồi

5 Thực hành: Hướng dẫn phương pháp thu thập và tồn trữ mẫu côn trùng 5.1 Mục đích - Yêu cầu

Giúp SV biết cách thu thập mẫu côn trùng và cách cố định mẫu, tồn trữ, bảo quản mẫu thu thập được nhằm phục vụ cho công tác định danh, phân loại

5.2 Vật liệu - dụng cụ

Vợt bắt côn trùng, máy hút côn trùng, các loại bẫy

Hộp đựng mẫu các loại

Kim ghim, mốp dày 1 - 2cm

Cồn tuyệt đối, cồn 700, chất giết côn trùng carbon tetrachloride CCl4, etyl acetat, formol, acid acetic

Giấy A4, viết chì, kẹp nhọn, lông não

- Bảo quản mẫu

5.4 Thực hành

Sinh viên tự thực hiện công tác thu thập, xử lý, tồn trữ và phân loại mẫu côn trùng trong thời gian 6 - 7 tuần Mỗi sinh viên nộp ít nhất 20 mẫu côn trùng đã được xử lý và phân loại hoàn chỉnh

CÂU HỎI ÔN TẬP

1 Hãy nêu những tác hại do côn trùng gây ra?

2 Hãy trình bày những lợi ích về kinh tế từ côn trùng?

CHƯƠNG 2 HÌNH THÁI HỌC CÔN TRÙNG

Mục tiêu:

Kiến thức:

+ Cung cấp kiến thức về đặc điểm cấu tạo bên ngoài cơ thể của côn trùng + Trình bày được sự khác biệt giữa côn trùng với những động vật khác và những đặc điểm về cấu tạo cơ thể, sinh lý giúp chúng tồn tại được trong tự nhiên

Kỹ năng:

+ Nhận biết và xác định các dạng râu, chân, cánh và miệng của côn trùng

để vận dụng vào công tác phân loại côn trùng

Năng lực tự chủ và trách nhiệm: có tinh thần học tập, chủ động học hỏi, có phương pháp làm việc khoa học, sáng tạo và luôn cập nhật thông tin

1 Khái quát cấu tạo bên ngoài

Cơ thể của côn trùng do 18 – 20 đốt nguyên thủy tạo thành, sự phân đốt rõ rệt nhất là ở phần bụng nơi mà đốt có cấu trúc đơn giản nhất Mỗi đốt bụng do hai mảnh cứng (sclerite) là mảnh lưng (tergum) và mảnh bụng (sternum) liên kết với nhau bởi một lớp màng nằm hai bên cơ thể (pleural membrane) tạo thành Những đốt bụng lại được liên kết với nhau bằng một lớp màng giữa đốt (intersegmental membrane), phần màng này giúp cho cơ thể côn trùng có thể di động dễ dàng Phần ngực côn trùng do mang chân và cánh nên có độ hóa cứng cao, mỗi đốt ngực

có thể được cấu tạo bởi 4 mảnh cứng gồm mảnh lưng (notum), mảnh bụng

(sternum) và hai mảnh bên (pleura)

Một cách tổng quát, cơ thể côn trùng có dạng hình trụ dài hay ngắn, đối xứng hai bên (bên phải và bên trái giống nhau), phân đốt dị hình và chia thành ba vùng

loài có cánh); ngoại trừ những loài thuộc nhóm côn trùng nguyên thủy không cánh (apterygota), bụng của hầu hết côn trùng thường không mang những phụ bộ di động, trừ phần cuối của bụng

Hình 2.1: Hình dạng cơ bản bên ngoài của côn trùng

1.1 Cấu tạo da côn trùng

Ở người và những loài động vật có xương sống khác, da chủ yếu đảm nhận chức năng bao bọc để bảo vệ cho cơ thể Ở côn trùng và những động vật thuộc ngành chân khớp (Arthropoda), ngoài nhiệm vụ bao bọc bảo vệ cho cơ thể, chống lại sự thất thoát nước và là bề mặt thụ cảm với môi trường, da (integument) còn

là nơi bám của hệ cơ và giữ cho cơ thể có hình dạng nhất định Vì vậy, vỏ da của côn trùng còn được gọi là bộ xương ngoài (exoskeleton) Về mặt cấu tạo, da của côn trùng là một cấu trúc nhiều lớp với 3 vùng chức năng bao gồm: biểu bì (cuticle), nội bì (epidermis) và lớp màng cơ bản (basement membrane)

a) Biểu bì: là sản phẩm của tế bào nội bì là một lớp tương đối mỏng, không

có cấu trúc tế bào Biểu bì bao bọc mặt ngoài của cơ thể và của các bộ phận khác như khí quản, ruột trước và ruột sau của ống tiêu hóa, và của hệ thống sinh sản Biểu bì có màu trắng, mềm dẽo và dễ co giãn khi mới được thành lập, trạng thái này vẫn được giữa lại ở ấu trùng Ở hầu hết thành trùng lớp biểu bì trãi qua một tiến trình hóa học được gọi là sự sừng hóa (sclerotization) làm cho nó trở nên cứng

và sẫm màu

b) Nội bì: nằm ngay bên dưới biểu bì, là một loại mô tiết (secretory tissue)

được thành lập bởi một lớp đơn tế bào biểu mô có dạng hình trụ, phía trong phần đỉnh của tế bào thường có tuyến lạp thể sắc tố Nhiệm vụ của nội bì là sản xuất ra một phần lớp màng cơ bản (còn gọi là màng đáy), toàn bộ lớp biểu bì ở bên ngoài (biểu bì trên và biểu bì dưới), cũng như tiết ra dịch lột xác để phân hủy tầng biểu

Đầu

Ngực

Bụng

Chân trước

Chân giữa

Chân sau

Cánh trước

Cánh sau

bì trong trước khi côn trùng lột xác, đồng thời hấp thu lại một số chất đã phân giải

để tái tạo lớp biểu bì mới Ngoài ra, lớp nội bì cũng là nơi sản sinh ra vật chất để hàn gắn các vết thương trên da côn trùng

Ở nhiều loài côn trùng một vài tế bào nội bì được chuyên biệt hóa thành những tuyến ngoại tiết (exocrine gland), tế bào cảm giác và tế bào oenocyte, là những loại tế bào lớn Tế bào tiết (secretory cell) của tuyến ngoại tiết có nhiệm

vụ sản xuất những chất ngoại tiết như chất hấp dẫn, chất xua đuổi … những chất này được tiết ra bề mặt của bộ xương ngoài thông qua những ống dẫn cực nhỏ (microscopic ducts) Tế bào oenocyte, là một trong những loại tế bào có kích thước lớn nhất của cơ thể côn trùng, có màu hổ phách giữ nhiệm vụ sinh tổng hợp

ra hydrocarbon

c) Màng cơ bản: (basement membrane)

Màng cơ bản, nằm bên dưới lớp nội bì dày khoảng 0,5 µm, là một lớp màng đôi bổ trợ của những mucopolysaccharide không định hình (lớp cơ sở) và sợi collagen (lớp lưới) Màng cơ bản là nơi bám của những tế bào nội bì và là nơi ngăn cách khoang chính của cơ thể côn trùng

Nội bì Màng

+ Những dạng lông lớn hơn và vảy, được gọi là lông cứng (setae) hay macrotrichae, là sản phẩm của hai loại tế bào nội bì chuyên biệt, tế bào trichogen (có hình dạng lông) và tế bào tormogen (hốc) Những chỗ lồi đa bào này của bộ xương ngoài được bao phủ bởi lớp nội bì (epidermis), biểu bì giữa (procuticle) và biểu bì trên (epicuticle) (Hình 2.3)

Hình 2.3: Bốn kiểu vật phụ cơ bản bên ngoài của vách da côn

trùng (a) gai đa bào; (b) lông đơn bào; (c) acanthae; (d)

Biểu bì

Tế bào tormogen Tế bào

trichogen

Tế bào cảm giác

- Vật phụ bên trong: hệ cơ xương là những chỗ lồi ở mặt trong của vách da được hình thành do các nếp gấp để làm chỗ bám cho các hệ cơ, giúp cho cơ thể vững chắc và có một hình dạng nhất định Mặc dù có kích thước cơ thể nhỏ, số lượng cơ của côn trùng là lớn hơn nhiều so với động vật có xương sống do vùng không gian để làm chỗ bám cho hệ cơ của bộ xương ngoài rộng hơn so với bộ xương trong

1.3 Các tuyến của da côn trùng

Tuyến ngoại tiết do tế bào nội bì chuyên hóa thành có nhiệm vụ tiết ra các chất ngoại tiết như nước bọt, chất hấp dẫn, chất xua đuổi …

2 Cấu tạo chi tiết cơ thể côn trùng

2.1 Đầu và cấu tạo đầu

Ở hầu hết các loài côn trùng, đầu là một buồng cứng nằm ở phía trước nhất của cơ thể, bên trong chứa não, bên ngoài mang miệng, phần phụ của miệng và những cơ quan cảm giác chính (bao gồm râu đầu, mắt kép, và mắt đơn) Bề mặt của đầu được chia thành những vùng hay những phiến (mảnh, sclerite) khác nhau bởi những ngấn cạn (suture) Phiến trên cùng (mặt lưng) của đầu được gọi là đỉnh đầu (vertex) Phiến cứng hình tam giác nằm giữa hai ngấn trán được gọi là trán (Hình 2.5) Clypeus là một phiến cứng có dạng hình chữ nhật nằm ở vùng bờ dưới của đầu

Cơ xương

Hình 2.5: Những thành phần cơ bản của đầu côn trùng

Bên trong đầu, một cấu trúc được gọi là khung xương trong (tentorium) đảm nhận nhiệm vụ như là một cái khung gia cố cho phần đầu, đỡ lấy não và tạo chỗ bám cho hệ cơ của hàm và những phần phụ khác của miệng

Đa số côn trùng có một đôi mắt kép khá lớn nằm ở hai bên lưng đầu; một hay nhiều mắt đơn nằm ở trán, ở đỉnh hoặc ở phần đầu giữa hai mắt kép; và một cặp râu đầu

a) Mắt kép (compound eyes)

Mắt kép là cơ quan thị giác chủ yếu của hầu hết côn trùng trưởng thành Tuy nhiên, mắt kép cũng hiện diện ở giai đoạn chưa trưởng thành của những bộ côn trùng không biến thái (ametabolous insect) hay biến thái một nửa (hemimetabolous insect) Ở nhiều loài côn trùng ký sinh, côn trùng sống trong đất

và ở những nơi tối tăm như hang động, mắt kép bị thoái hóa hoặc không hiện diện Giống như tên gọi của chúng, mắt kép được cấu thành từ nhiều đơn vị tương

tự nhau có cấu trúc và chức năng thích ứng cho sự nhìn gọi là mắt con (ommatidium) (Hình 2.6) Số lượng mắt con của mắt kép thay đổi tùy theo loài côn trùng, ví dụ: số lượng mắt con ở một vài loài kiến thợ là ít hơn 6, trong khi ở thành trùng đực của một vài loài chuồn chuồn số lượng mắt con có thể lên đến 28.000 Đường kính của mắt con (mặt cầu của thấu kính giác mạc) biến đổi tùy theo loài côn trùng và tùy theo vị trí của chúng trong mắt kép, thông thường mắt con có đường kính từ 5 – 40 micron (µm) Ở một vài loài chuồn chuồn, những mắt con nằm ở phía mặt lưng thường lớn hơn những mắt con nằm ở phía mặt bụng

Vùng cổ

Vùng miệng Phiến cổ

Vùng cổ

Vùng miệng Phiến cổ

Vùng sau

má Vùng chẩm

Hình 2.6: Mắt kép của côn trùng

Hầu hết các loài côn trùng chỉ có thể nhìn được tương đối rõ ràng trong khoảng cách <2 m Hình ảnh rõ ràng hay mờ nhạt tùy thuộc vào số lượng mắt con thu được hình ảnh, càng xa mục tiêu càng ít mắt con bắt được hình ảnh, do đó hình ảnh tổng thể càng mờ Ở một khía cạnh khác, mắt kép của côn trùng lại có khả năng cảm nhận sự di động, bằng cách bắt lấy mục tiêu từ mắt con đến mắt con, tốt hơn so với những loài động vật khác

Ở một vài loài ong và ruồi, mắt của chúng có thể thấy được hình ảnh nhấp nháy với tốc độ khoảng 200 ảnh/giây, trong khi ở người hình ảnh bị mờ đi chỉ với tốc độ nhấp nháy khoảng 30 ảnh/giây Côn trùng cũng có thể cảm nhận được những phần phân cực của ánh sáng mặt trời, và phân biệt được những độ dài sóng ánh sáng trong khoảng từ cực tím đến vàng (trừ màu đỏ)

Ưu điểm của mắt kép là giúp côn trùng có thể bay ở tốc độ cao mà không bị

va chạm trong điều kiện cây cối rậm rạp Một điểm bất lợi của mắt kép là côn trùng không thể nhận ra cá thể khác ở một khoảng cách tương đối xa vì vậy sự bắt cặp của chúng phải dựa vào những tín hiệu hóa học

Mắt con Mắt kép

Râu dầu

b) Mắt đơn (Ocelli)

Có hai loại mắt đơn có thể được tìm thấy ở lớp côn trùng: mắt đơn lưng (dorsal ocelli) và mắt đơn bên (lateral ocelli = stemmata) Mặc dù hai loại mắt đơn này có cấu trúc giống nhau, chúng có nguồn gốc phát sinh loài (phylogenetic origin) và phôi thai học (embryological origin) khác nhau

Mắt đơn lưng: thường được tìm thấy ở thành trùng và chưa trưởng thành của

nhiều loài biến thái một nửa (hemimetabolous species) Chúng là cơ quan thị giác không độc lập và không hiện diện ở những loài không có mắt kép Khi hiện diện, mắt đơn lưng thường gồm 2 hoặc 3 cái nhỏ, lồi lên trên vùng lưng hay vùng mặt của đầu Mắt đơn lưng khác với mắt kép ở chỗ nó chỉ gồm một thấu kính giác mạc bao phủ một lớp của vài chục cần cảm giác (sensory rod) tương tự như thể que (rhabdome) Mắt đơn lưng không nhận thấy được hình ảnh hay mục tiêu trong môi trường, nhưng chúng nhạy cảm với khoảng rộng của các bước sóng, phản ứng với sự phân cực của ánh sáng, và đáp ứng nhanh chóng với sự thay đổi của cường

độ ánh sáng Chức năng chính xác của mắt đơn lưng vẫn chưa được xác định rõ

Mắt đơn bên: là cơ quan thị giác chỉ hiện diện ở ấu trùng của những loài biến

thái hoàn toàn (holometabolous insect) và ở thành trùng xác thực của các bộ Collembola, Thysanura, Siphonaptera, và Strepsiptera Như tên gọi của chúng, mắt đơn bên luôn hiện diện ở hai bên đầu và số lượng có thể thay đổi từ 1 – 6 cái ở mỗi bên Về mặt cấu trúc, mắt đơn bên giống với mắt đơn lưng, nhưng thường có một nón tinh thể nằm dưới thấu kính giác mạc và có số lượng cần cảm giác ít hơn Ấu trùng sử dụng loại mắt đơn này để cảm nhận cường độ ánh sáng, nhận thấy hình ảnh khái quát của những mục tiêu gần, và ngay cả nắm bắt sự chuyển động của kẻ thù hay con mồi

c) Râu đầu (Antenna)

Râu đầu là một cặp cơ quan cảm giác nằm gần phía trước đầu, bên cạnh mắt kép Mặc dù thường được gọi là “xúc tu”, chức năng của râu đầu thì lớn hơn nhiều

so với những cơ quan xúc giác đơn thuần Râu đầu luôn được bao phủ bởi những

cơ quan cảm nhận khứu giác, gọi là sensilla, dùng để nhận biết những phân tử mùi trong không khí Ngoài ra, nhiều loài côn trùng sử dụng râu đầu như là những cảm biến để nhận biết sự thay đổi hàm lượng nước bay hơi trong không khí; muỗi sử dụng râu đầu để nhận biết âm thanh; rất nhiều loài ruồi sử dụng râu đầu để đo tốc

độ gió trong khi bay

Mặc dù rất biến đổi trong hình dạng và chức năng, râu đầu của côn trùng được cấu tạo bởi 3 thành phần cơ bản (Hình 2.7):

Hình 2.7: Cấu tạo cơ bản của râu đầu

- Chân râu (scape): Đốt cơ bản khớp với đầu

- Cuống râu (pedicel): Đốt râu thứ hai tính từ đốt cơ bản (chân râu)

- Roi râu (flagellum): Bao gồm tất cả các đốt còn lại của râu, có số lượng đốt

và hình dạng thay đổi tùy theo loài côn trùng

Hình dạng và kích thước râu đầu thay đổi rất nhiều tuỳ loại côn trùng, ngay trong cùng một loài, hình dạng và kích thước râu đầu có thể khác nhau giữa con đực và con cái Đặc điểm này cũng được sử dụng rất nhiều trong công tác phân loại và phân biệt đực cái

Bảng 2.1: Một số dạng râu đầu thường gặp của côn trùng

- Dạng lông cứng

(Setaceous): Nhỏ, nhọn

dần về phía cuối giống

như sợi lông cứng

Bộ chuồn chuồn (Odonata)

Roi râu

Ngấn chân râu

Ổ chân râu

- Dạng răng cưa

(Serrate): Gồm những

đốt hình tam giác nhô về

một phía liên kết lại với

nhau trong giống như

răng cưa

Họ bổ củi - Bộ cánh cứng (Coleoptera)

- Dạng hình đầu/chùy

(Capitate): Các đốt cuối

của roi râu phình to và

đóng chặt lại với nhau

Lampyridae

- Dạng chổi/lông chim

(Plumose): Trừ 1 – 2 đốt

ở gốc râu, các đốt còn lại

mọc đầy lông và xòe ra

trông tựa như một cây

chổi lông

Bộ hai cánh (Diptera)

- Dạng đầu gối

(Geniculate): Đốt chân

râu khá dài kết hợp với

roi râu tạo thành hình

gấp trông tựa như đầu

gối

Ở những loài

(Coleoptera) thuộc họ vòi voi và ở những

d) Miệng

Tương tự như hình dạng bên ngoài, kiểu miệng của côn trùng cũng rất thay đổi tùy theo loài Sự đa dạng của kiểu miệng giúp côn trùng có thể thu nhận được rất nhiều dạng thức ăn từ rắn cho đến lỏng, ở trên bề mặt hay bên trong dịch cơ thể, và điều này đã có thể giải thích một phần tại sao côn trùng là nhóm động vật

đa bào chiếm ưu thế trên trái đất (Bernay, 1991) Xác định được kiểu miệng của côn trùng cho phép xác định được tính ăn cũng như cách phá hại của chúng trên cây trồng Cấu tạo của miệng cũng là một tiêu chuẩn dùng để phân loại

Một cách tổng quát, kiểu miệng của côn trùng có thể được xếp vào hai nhóm chính: miệng nhai (mandibulate) và miệng hút (haustellate)

Kiểu miệng nhai (mandibulate) (Hình 2.8) được cho là kiểu miệng nguyên

thủy nhất của côn trùng Tất cả những kiểu miệng khác bao gồm những kiểu miệng được xếp vào nhóm miệng hút (haustellate) là được tiến hóa từ miệng nhai Côn trùng có kiểu miệng nhai ăn thức ăn ở thể rắn, kiểu miệng này thường gặp ở ấu trùng của các bộ Lepidoptera và Coleoptera và thành trùng của các bộ Thysanura, Diplura, Collembola, Orthoptera, Dermaptera, Psocoptera, Mallophaga, Odonata, Plecoptera, Isoptera, Neuroptera, Mecoptera, Trichoptera, Coleoptera và Hymenoptera Bốn bộ phận nguyên thủy của miệng nhai là:

- Môi trên (labrum): là một mảnh cứng nằm giấu dưới clypeus và ngay phía trên các chi phụ khác của miệng, nó chuyển động theo chiều lên xuống

- Hàm trên (mandibles): gồm một đôi mảnh cứng không phân đốt, nằm ngay dưới môi trên Hình dạng của hàm trên thay đổi tùy theo loài côn trùng, ở một số

- Hàm dưới (maxillae): gồm một đôi mảnh cứng nằm ngay phía dưới hàm trên Khác với hàm trên, hàm dưới chia làm nhiều đốt: đốt chân hàm, đốt thân hàm, lá ngoài hàm, lá trong hàm và râu hàm dưới Lá trong hàm thường cứng và

có khía răng nhọn để cắt nghiền thức ăn Râu hàm dưới cũng gồm nhiều đốt, được dùng để nếm hoặc ngửi thức ăn Tương tự như hàm trên, hàm dưới cũng chuyển động theo hướng vuông góc với cơ thể

- Môi dưới (labium): là một mảnh duy nhất nằm ở phía dưới môi trên Môi dưới được chia thành hai phần bởi một đường nối ngang, hai phần này có tên gọi

là cằm trước và cằm sau Ở các loài cào cào, cằm sau lại chia làm hai phần: cằm phụ và cằm chính Cằm trước gồm có một đôi râu môi dưới, hai lá ngoài râu và hai lá giữa môi Cằm sau thường không cử động được, phần cử động được là cằm trước với các chi phụ ở trên đó Môi dưới chuyển động theo hướng lên xuống Tùy theo kiểu miệng mà hàm dưới và môi dưới có thể biến đổi thành những cấu trúc bao gồm: bao ngoài hàm (galea), mảnh bên lưỡi (paraglossa), lưỡi (glossa), và râu (xúc tu) hàm dưới và râu môi dưới (maxillary and labial palps)

Hình 2.8: Cấu tạo kiểu miệng nhai

Hầu Cằm

Râu đầu

Hàm dưới

Hàm trên

Vùng cắt (răng cửa)

Cardo

Râu hàm dưới Lacinia

Hàm dưới

Stipes

Má

Mắt đơn Mắt kép

Mắt đơn

Râu môi dưới

Mảnh bên lưỡi Cằm phụ Cằm trước

Kiểu miệng hút (Haustellate): hiện diện ở những loài côn trùng ăn thức ăn

lỏng Có hai dạng miệng hút: dạng có kim (stylets) và dạng không có kim (lack

of stylets)

- Dạng miệng hút có kim (stylets): vòi hút có kim để đâm vào bên trong mô động vật hoặc thực vật để hút chất dịch, gặp ở những loài côn trùng thuộc bộ Heteroptera (bọ xít), Homoptera (rầy), Diptera (ruồi, muỗi) và Siphonaptera (bọ chét)

Ở nhóm chích hút thực vật như bọ xít (Heteroptera) và rầy (Homoptera), miệng chích hút bao gồm một vòi có phân đốt do môi dưới kéo dài ra tạo thành Môi trên là một thùy ngắn nằm ở phía trước vòi và lưỡi là một thùy nhỏ nằm trong vòi Bên trong vòi có bốn kim chích dài mảnh được giữ trong một rãnh sâu ở mặt trước của vòi Trong đó, hai kim chích do hàm trên kéo dài ra, khi hợp lại tạo thành rãnh hút thức ăn; hai kim chích do hàm dưới kéo dài ra, khi hợp lại làm tạo thành rãnh tiết nước bọt Khi ăn vòi sẽ bẻ cụp về phía sau, chỉ có kim chích đâm vào mô cây để hút thức ăn

Hình 2.9: Kiểu miệng chích hút của côn trùng bộ Cánh nửa cứng (A) mặt bên của đầu và miệng; (B) mặt cắt ngang của vòi chích hút

Bơm

Đĩa hàm trên

Cổ Hàm dưới Đĩa hàm dưới

Môi dưới Vòi hàm trên

Vòi hàm dưới

Hầu Môi trên

Clypeus

Ống tiêu hóa Ống nước bọt

Môi trên

Cơ

Vòi môi trên

Vòi mô dưới

A

B

Hình 2.10: Kiểu miệng chích hút của ve sầu (Homoptera) (A) nhìn từ bên; (B) nhìn từ trước; (C) mặt cắt khoang miệng cho thấy ống tiêu hóa và

ống nước bọt

Ở nhóm chích hút động vật như muỗi (Diptera), lưỡi và môi trên cũng biến đổi thành kim chích, như vậy bên trong vòi có tổng cộng 6 kim chích Đầu mút của kim chích thường có những ngạnh nhỏ giúp cho chúng bám chắc vào vật chủ khi chích hút

Cơ giãn bơm

Bơm Cibarial Môi trên

1

2

3

Môi dưới Ống nước bọt

Hàm trên Hàm dưới

3

Hàm trên Hàm dưới Môi dưới Hàm dưới Hàm trên

Vòi hàm dưới

Ống tiêu hóa Ống nước bọt

Hình 2.11: Kiểu miệng chích hút của muỗi

Miệng giũa hút (rasping-sucking mouthpart): gặp ở bù lạch Miệng gồm

một vòi ngắn, thô, bất đối xứng, có dạng hình chóp nằm cúp về sau ở phần dưới của đầu Phần trước của vòi do môi trên biến đổi thành, phần bên của vòi do gốc của hàm dưới biến đổi thành và phần sau của vòi do môi dưới biến đổi thành Bên trong vòi có ba kim chích: hai do hàm dưới tạo thành, một do hàm trên ở phía bên trái kéo dài ra hình thành (hàm trên ở phía bên phải đã thoái hóa còn rất nhỏ) Cả râu môi dưới và râu hàm dưới đều hiện diện nhưng rất nhỏ Lưỡi là một thùy giữa nhỏ, nằm trong vòi Khi ăn bù lạch dùng các kim châm bên trong vòi để giũa rách

mô cây (chủ yếu là ở lá) để dịch cây tiết ra sau đó chọc vòi vào hút Kiểu miệng này chủ yếu ăn thức ăn ở dạng lỏng, tuy nhiên những bào tử nhỏ cũng có thể được tiêu thụ

C

B

A

Môi trên Hàm trên

Hầu

Lacinia Chót môi dưới

Râu đầu

Mắt

Râu hàm dưới Môi dưới

Râu đầu

Môi trên

Lacinia Hàm trên

Râu hàm dưới Môi dưới

Hầu Lacinia Chóp môi dưới

Vách môi trên

Ống tiêu hóa Hàm trên

Lacinia

Hầu với ống dẫn nước bọt Dịch cơ thể trong

khoang cằm trước

Hình 2.12: Kiểu miệng giũa hút của bù lạch

- Dạng miệng hút không có kim (lack of stylets): côn trùng có kiểu miệng

này không thể chích vào mô động vật hay thực vật để hút thức ăn (chích hút) mà chỉ có thể ăn bằng cách hút hoặc liếm hút gặp ở bướm (Lepidoptera) và ruồi (Diptera)

Miệng liếm hút (sponging mouthpart): gặp ở nhóm ruồi, điển hình là ở họ

ruồi nhà Kiểu miệng này có hàm trên và hàm dưới thoái hóa, trong khi môi dưới phát triển thành một vòi thô ngắn có thể co duỗi linh hoạt Vòi có dạng lòng máng, khe hở phía trước được che bởi phiến môi trên, đồng thời môi trên cũng kết hợp với lưỡi tạo thành ống dẫn thức ăn Phần cuối của vòi phình to có dạng hình hai quả thận gọi là đĩa vòi Mặt dưới của đĩa vòi có nhiều ống nhỏ đàn hồi xếp theo chiều ngang tạo thành các vòng máng nhỏ thông với ống dẫn thức ăn Nhờ có tính chất đàn hồi này mà đĩa vòi có thể tiếp xúc và liếm sát bề mặt bám thức ăn Do vòi có tính chất co dãn nên khi không hoạt động nó có thể được xếp sát vào trong một khe hở ở mặt dưới của đầu

Hàm trên trái

Cơ hầu Clypeus

dưới

Môi trên Môi dưới

Râu môi dưới

Hình 2.13: Kiểu miệng liếm hút của ruồi nhà (A) mặt bên; (B) mặt trước

Miệng hút (siphoning mouthparth): kiểu miệng này điển hình ở thành trùng

của những loài thuộc bộ cánh vảy (Lepidoptera) dùng để hút mật hoa và những thức ăn lỏng khác Ở kiểu miệng này, môi trên và hàm trên đã thoái hóa, râu môi dưới phát triển; đôi hàm dưới biến đổi, kéo dài ra và kết hợp lại thành một cái vòi giống như một ống xoắn bên trong có ống dẫn dùng để hút thức ăn Khi ăn máu được dồn vào trong vòi làm cho nó thẳng ra, lúc nghỉ vòi được cuộn lại dấu ở phía dưới đầu

Hình 2.14: Kiểu miệng hút của côn trùng Bộ Cánh vảy (A) vị trí cuốn lại của vòi hút; (B) Trạng thái mở ra của vòi hút; (C) mặt cắt ngang của vòi hút

Đường đứt khúc diễn tả hình dạng thay đổi khi vòi hút mở cuốn

C

Mặt cắt của vòi hút Vòi hút

Môi dưới

Mắt kép

Râu hàm dưới Môi trên Chóp môi dưới

Hầu

Râu đầu

Miệng gậm hút (lapping mouthpart): kiểu miệng ăn thức ăn nửa rắn nửa

lỏng, thường gặp ở nhóm ong lớn trong bộ cánh màng (Hymenoptera), điển hình

là họ ong mật (Apidae) Môi trên và hàm trên vẫn giữ nguyên đặc điểm của miệng nhai gặm, môi dưới và hàm dưới lại kéo dài ra thành một vòi để hút thức ăn Râu hàm dưới và râu môi dưới gần như tiêu biến đi

Hình 2.15: Miệng gặm hút của ong mật (Hymenoptera) (A) mặt sau với các phần được mở ra; (B) mặt trước với các phần được xếp lại; (C) mặt cắt ngang của miệng với vị trí tương quan của ống tiêu hóa và ống nước bọt

Alaglossa Râu hàm dưới

Bao ngoài hàm

Ống tiêu hóa Bao ngoài hàm Ống nước bọt

Bao ngoài hàm Alaglossa

Râu môi dưới

2.2 Cấu tạo ngực côn trùng

Phần thứ hai (phần giữa) của cơ thể côn trùng được gọi là ngực (thorax) Đây

là vùng thích ứng chuyên biệt cho sự vận động, phần ngực mang 3 đôi chân và ở thành trùng của nhiều loài côn trùng, có một hoặc hai cặp cánh

Về mặt cấu trúc, phần ngực của côn trùng được tạo thành bởi ba đốt cơ thể: Đốt ngực trước (prothorax), đốt ngực giữa (mesothorax) và đốt ngực sau (metathorax) Những đốt ngực này kết hợp một cách chặt chẽ với nhau để tạo thành một cái “hộp” bên trong chứa hệ cơ vận động của chân và cánh Tuy nhiên, đặc điểm này có thể thay đổi tùy theo loài côn trùng Nói chung ở các loài côn trùng có kiểu chân đào bới hay bắt mồi như dế nhũi (Gryllotalpidae) và bọ ngựa (Mantidae) đốt ngực trước thường rất phát triển và không gắn chặt vào các đốt ngực phía sau nên có thể cử động linh hoạt giúp cho chân trước thuận lợi trong việc đào đất hay bắt mồi

Mỗi đốt ngực do 4 mảnh cứng hợp lại tạo thành:

- Mảnh lưng (notum) có thể chia tiếp làm hai phần: phía trước là scutum và phía sau là scutellum Như vậy mảnh lưng của ngực trước được gọi là pronotum, của ngực giữa được gọi là mesonotum và của ngực sau được gọi là metanotum

- Mảnh bụng (sternum) Tương tự như mảnh lưng, mảnh bụng của của ngực trước được gọi là prosternum, của ngực giữa được gọi là mesosternum và của ngực sau được gọi là metasternum

- Hai mảnh bên, mỗi mảnh nằm ở một bên cơ thể được gọi là pleuron Mỗi mảnh bên thường lại được chia làm hai phần bởi ngấn mảnh bên (pleural suture), phần phía trước gọi là episternum và phần phía sau gọi là epimeron

Một cấu trúc đặc biệt của bộ xương ngoài gọi là furca (chạc), được hình thành trong quá trình phát triển khi một cặp mấu của mảnh bụng liên kết với gờ của mỗi ngấn mảnh bên ở bên trong giúp cho phần gốc bụng của mỗi đốt ngực cứng chắc và cung cấp vị trí cho sự bám vào của cơ chân và cơ dọc bụng Nhìn từ bên ngoài có thể thấy được những chỗ lõm vào nằm gần đường giữa của mảnh bụng được gọi là những hố chạc (furcal pit), những hố chạc này thường liên kết với nhau bởi ngấn sườn bụng (sternalcostal suture) Cơ chế trụ chống bên trong của furca thì tương tự như của cấu trúc khung xương trong (tentorium) ở phần đầu của côn trùng

* Phần phụ của ngực

a) Chân ngực

Hầu hết côn trùng có mang ba đôi chân, mỗi đôi chân nằm ở hai bên của một đốt ngực nên được gọi là chân ngực Chân ngực là cơ quan vận động chính mang đặc điểm phân đốt điển hình của ngành chân khớp (Arthropod) Mỗi chân của côn trùng bao gồm 5 đốt (năm thành phần) khớp lại với nhau:

Hình 2.16: Cấu tạo cơ bản phần ngực của côn trùng: (A) mặt cắt; (B) mặt ngang

(theo John Myer)

Mãnh bên

Ngực trước

Ngực giữa Ngực sau

Mãnh bụng

Ngấn bên Mãnh lưng

Chân

Cánh

Hố chạc Furca

Hình 2.17: (A) cấu tạo cơ bản của chân côn trùng; (B) đốt trước (pretarsus)

bàn chân của gián; (C) đốt trước bàn chân của ruồi

- Đốt chậu (Coxa): là đốt đầu tiên tính từ cơ thể ra ngoài, đính vào cơ thể ở phần màng mềm gọi là ổ chậu, nhờ đó chân côn trùng có thể cử động dễ dàng về mọi phía

- Đốt chuyển (Trochanter): là đốt thứ hai của chân thường có kích thước ngắn, nhỏ như là một khớp bản lề giữa đốt chậu và đốt đùi của chân Ở những loài chồn chuồn, đốt chuyển có ngấn chia làm đôi trong giống như hai đốt dính chặt lại với nhau, nhưng thực chất chỉ là một đốt

- Đốt đùi (Femur): là đốt thứ ba to và mập hơn các đốt khác của chân, đặc biệt ở những loài có kiểu chân nhảy như dế mèn, châu chấu

- Đốt chày (Tibia): đốt thứ tư, dài mảnh song rất vững chắc Mặt sau của đốt chày thường có mang hai hàng gai cứng, đôi khi còn mang cựa có thể cử động được

- Bàn chân (Tarsus): thường phân thành 1 – 5 đốt nhỏ có thể cử động được Hình dạng và số đốt của bàn chân là những đặc điểm được sử dụng phổ biến trong phân loại Phần cuối cùng của đốt bàn chân (pretarsus) thường mang các cấu trúc

Đốt chuyển Đốt chậu

A