sự kì diệu của côn trùng

Chúng có vỏ ngoài bằng kitin, cơ thể có ba phần đầu ngực bụng, ba cặp chân, có mắt kép và một cặp râu.Côn trùng là nhóm động vật đa dạng nhất hành tinh, gồm hơn một triệu loài được mô tả

SỰ KÌ DIỆU CỦA THẾ GIỚI CÔN TRÙNG

I.Đặt vấn đề

Côn trùng hay sâu bọ là một lớp sinh vật thuộc về ngành động vật không xương sống Chúng

có vỏ ngoài bằng kitin, cơ thể có ba phần đầu ngực bụng, ba cặp chân, có mắt kép và một cặp râu.Côn trùng là nhóm động vật đa dạng nhất hành tinh, gồm hơn một triệu loài được mô

tả Số loài sinh tồn được cho là từ 6-10 triệu loài.Và đại diện cho hơn 90% dạng sống của csc loài sinh vật sống khác nhau trên trái đất.Côn trùng có thể sống được ở hầu hết mọi môi trường sống trên trái đất( đất, nước , một số ít sống ở đại dương nơi mà động vật giáp sát chiếm ưu thế )

Vai trò :

Côn trùng có vai trò hết sức to lớn đối với đời sống con người và sự sống trên hành tinhHơn 90% các loài côn trùng đều có ích chỉ có mười phần trăm là gây hại

*Có lợi:

-Đối với con người: Đem lại nhiều ích lợi cho con người( thực phẩm, dược liệu, nguyên liệu,

có vai trò to lớn đối với nông nghiệp )

Một số loài thụ phấn cho các loài thực vật có hoa (ong, bướm, kiến,…) Các loài côn trùng khi lấy mật và phấn hoa đã vô tình tiến hành giao phấn Ngày nay, một loạt các vấn đề về môi trường đã làm giảm các quần thể “nhà giao phấn” này Số lượng các loài côn trùng được nuôi với mục đích làm vật trung gian quản lý việc thụ phấn cho thực vật đang trong thời kỳ phát triển thịnh vượng

Một số côn trùng cũng sinh ra những chất rất hữu ích như mật, sáp, tơ Ong mật đã được con người nuôi từ hàng ngàn năm nay để lấy mật Tơ tằm đã có ảnh hưởng rất lớn tới lịch sử loài người Ấu trùng maggot được sử dụng để chữa trị vết thương, ngăn chặn sự hoại tử do chúng

ăn các phần thối rữa Phương pháp điều trị hiện đại này đã được sử dụng ở một vài bệnh viện trên thế giới

Nhiều nơi trên thế giới, côn trùng được sử dụng làm thức ăn cho con người trong khi nó lại là

đồ kiêng kị với vùng khác Thực ra đây cũng là một nguồn protein trong dinh dưỡng của loài người Người ta không thể ước tính được có bao nhiêu loài côn trùng đã nằm trong thực đơn của con người nhưng nó đã có mặt trong rất nhiều thức ăn, đặc biệt trong ngũ cốc

Nhiều côn trùng, đặc biệt là các loài cánh cứng là những loài ăn xác thối, ăn các xác động vật chết, các cây bị gãy mục, trả lại môi trường các dạng hữu ích cho các sinh vật khác sử dụng

Ai Cập cổ đại đã sùng bái coi những con bọ cánh cứng như bọ hung là thần linh

Một con bọ rùa ở giai đọan trưởng thành, đại diện cho loài côn trùng biến thái hoàn toàn Cả thành trùng lẫn ấu trùng bọ rùa đều ăn rệp vừng và là thiên địch tự nhiên có vai trò quan trọng trong việc kiểm soát số lượng rệp hại cây Hầu hết chúng ta đều không ý thức được rằng, lợi ích lớn nhất của côn trùng chính là loài ăn côn trùng Nhiều loài côn trùng như châu chấu có thể sinh sản nhanh đến nỗi mà chúng có thể bao phủ trái đất chỉ trong một mùa sinh sản Tuy nhiên có hàng trăm loài côn trùng khác ăn trứng của châu chấu, một số khác thì ăn cả những con trưởng thành Vai trò này trong sinh thái thường được cho là của các loài chim, nhưng chính côn trùng, mặc dù không thực sự quyến rũ như những loài lông vũ kia mới chính là những con vật có vai trò quan trọng hơn.

-Đối với tự nhiên: Là thành phần chủ chốt trong chuỗi vòng tuần hoàn sự sống, thiếu nó sự sống không thể tồn tại.Côn trùng có chức năng là nguồn thức ăn cho sinh vật khác, phân giải vật chất hữu cơ( xác động thực vật, tàn dư) khép kín vòng tuần hoàn

Có hại:

Bên cạnh những lợi ích to lớn, thì cũng phả kể đến tác hại của côn trùng, trong lĩnh vực nông nghiệp, sâu bọ là mối đe dọa tới năng suaart, chât lượng nông sản, đối với lâm nghiệp cũng gây tổn thất nặng nề cho cây rừng, vd sâu róm hại thông, các loài xén tóc Đối với con

người: làm hỏng nhiều vận dụng gia đình( mối mọt) là vector truyền bệnh của nhiều loại bệnh vd: muỗi anophen, muỗi vằn, ruồi châu Phi

II.PHÂN TÍCH NỘI DUNG

Côn trùng một loài động vật nhỏ bé về kích thước tuy nhiên lại ẩn chứa rất nhiều điều kì diệu bất ngờ

1/Hình thái và Phát triển

Kích thước côn trùng dao động khoảng từ trên dưới 1 mm tới khoảng 180 mm về chiều dài Côn

trùng có cơ thể phân đốt và được bảo vệ bởi một bộ xương ngoài, một lớp cứng được cấu tạo chủ yếu bởi kitin Cơ thể được chia thành đầu, ngực và bụng Trên đầu có một cặp râu là cơ

quan cảm giác, một cặp mắt kép và 2 mắt đơn (ở giai đoạn sâu non có thể là 6 mắt đơn) và một miệng Ngực có 6 chân (mỗi đốt một cặp chân) và 2-4 cánh (ở các loài có cánh) Bụng có cơ

quan bài tiết và cơ quan sinh sản Côn trùng có một hệ tiêu hoá hoàn chỉnh, gồm một ống liên

tục từ miệng tới hậu môn, khác với nhiều loài động vật chân khớp đơn giản khác có hệ tiêu hoá chưa hoàn chỉnh Cơ quan bài tiết gồm các ống Malpigi, với chức năng thải các chất thải chứa N, ruột sau làm nhiệm vụ điều hoà áp suất thẩm thấu, đoạn cuối ruột sau có khả năng tái hấp thu nước cùng với muối Na và Ka Vì vậy, côn trùng thường không bài tiết nước ra cùng với phân, thực tế thì chúng cho phép dự trữ nước trong cơ thể Quá trình tái hấp thu này giúp chúng có thể chịu đựng được với điều kiện môi trường khô và nóng.

Hầu hết côn trùng có hai cặp cánh liên kết với đốt ngực 2 và 3 Côn trùng là động vật không

xương sống duy nhất có cánh và là sinh vật biết bay sớm nhất trong lịch sử tiến hóa của giới động vật cách đây hơn 350 triệu năm và chính điều này đóng một vai trò quan trọng trong sự

thành công của chúng Các côn trùng có cánh, và những côn trùng không cánh thứ sinh đã tạo nên

nhóm có cánh (Pterygola) Cơ chế bay của côn trùng cho đến nay vẫn chưa được tìm hiểu một cách đầy đủ, người ta cho rằng nó phụ thuộc rất lớn vào khối không khí nhiễu loạn do cánh tạo ra Ở những côn trùng nguyên thuỷ lại dựa chủ yếu vào tác động của hệ cơ lên cánh và cấu trúc của cánh

Ở những bộ tiến hoá hơn như Neopeta, cánh thường gập lại trên lưng khi chúng nghỉ ngơi Ở những côn trùng này, cánh được hoạt động bởi các cơ bay gián tiếp mà giúp cánh vận động bằng cách ép mạnh lên thành ngực Những cơ này có thể co lại khi bị căng ra mà không cần sự điều khiển hệ thần kinh, điều này cho phép chúng tạo ra tần số co giãn cơ tương đối cao.

Côn trùng sử dụng cơ quan hô hấp khí quản để vận chuyển ôxy vào trong cơ thể Các ống khí này

mở ra ở bề mặt cơ thể và được gọi là lỗ thở (mỗi đốt có 1 đôi lỗ thở ở 2 bên), từ đây không khí được dẫn vào hệ thống khí quản Không khí đi vào các mô thông qua các nhánh khí quản Vòng tuần hoàn của côn trùng, cũng như tất cả các chân khớp khác là một hệ hở Tim bơm dịch huyết vào động

mạch qua xoang tim

Mô hình giải phẫu côn trùng

Mô hình giải phẫu côn trùng A- Đầu B- Ngực (Thorax) C- Bụng (Abdomen) 1 Râu (antenna) 2 Mắt

đơn dưới (lower ocelli) 3 Mắt đơn trên (upper ocelli) 4 Mắt kép (compound eye) 5 Não bộ (brain) 6 Ngực trước (prothorax) 7 Động mạch lưng (dorsal artery) 8 Các ống khí (tracheal tubes) 9 Ngực giữa (mesothorax) 10 Ngực sau (metathorax) 11 Cánh trước (first wing) 12 Cánh sau (second wing)

13 Ruột giữa (dạ dày) (mid-gut, stomach) 14 Tim (heart) 15 Buồng trứng (ovary) 16 Ruột sau (hind-gut) 17 Hậu môn (anus) 18 Âm đạo (vagina) 19 Chuỗi hạch thần kinh bụng (nerve chord) 20.Ống manpilgi 21 Gối (pillow) 22 Vuốt (claws) 23 Cổ chân (tarsus) 24 Ống chân (tibia) 25 Xương đùi (femur) 26 Đốt chuyển (trochanter) 27 Ruột trước (fore-gut) 28 Hạch thần kinh ngực (thoracic ganglion) 29 Khớp háng (coxa) 30 Tuyến nước bọt (salivary gland) 31 Hạch thần kinh dưới hầu (subesophageal ganglion) 32 Các phần phụ miệng (mouthparts)

A.Một số đặc điểm cấu tạo bên ngoài cơ thể côn trùng

1.Bộ phận đầu: Đầu là phần trước nhất của cơ thể côn trùng, trên đó mang 1 đôi râu 1

đôi mắt kép, 2-3 mắt đơn và bộ phận miệng Do đó đầu được xem là trung tâm của cảm giác và ăn

Các kiểu đầu của côn trùng:

-Đầu miệng: Để thích nghi với những hình thức sinh sống khác nhau cụ thể khác nhau,

cụ thể là cách lấy thức ăn vị trí của bộ phận miệng có sụ thay đổi khiến hình dạng của bộ phận đầu của bộ phận đầu cũng biến đổi thành 3 kiểu:

.Đầu miệng dưới:Là kiểu đầu phổ biến nhất với miệng nằm ở dưới của đầu( châu chấu,

cào cào, dế, xén tóc )

Hình ảnh xén tóc cây

.Đầu miệng trước: miệng nhô hẳn ra phía trước đầu nên trục mắt-miệng gần như song

song với trục cơ thể.Nhờ miệng nằm ở phía trên cho nên rất thuận lợi cho các loài mọt, bọ vòi voi đục sâu vào thân cây, quả

.Đầu miệng sau:Phần lớn côn trùng chích hút nhực cây như ve rầy rệp, bọ xít có kiểu đầu

và trục mắt-miệng với trục dọc cơ thể là một góc nhọn do miệng biến thành ngòi châm kéo dài về phía sau đầu.Nhờ cách sắp xếp này miệng luôn được cơ thể che chở đồng thời

dễ dàng tiếp xú với thức ăn khi côn trùng đậu trên cây

Hình ảnh ve sầu

-Những biến đổi của miệng côn trùng

• Miệng gậm hút : Có thể xem đây là bước chuyển từ kiểu miệng gậm nhai ăn thức

ăn rắn sang kiểu ăn thức ăn nửa rắn nửa lỏng.ở kiểu miệng này râu hàm dưới và râu môi dưới gần như tiêu biến vì ít tác dụng.(nhóm ong lớn )

• Miệng dũa hút: Miệng của chúng có một vòi hút hơi ngắn hơi cúp về phía sau do

môi trên, một phần hàm dưới tạo thành,trong vòi có 3 ngòi châm là đôi hàm dưới

và hàm trên bên trái biến đổi thành, còn hàm treenbeen phải đã thoái hóa.khi ăn các ngòi châm này lieentujc co duỗi dũa rách biểu bì làm dịch cây tiết ra sau đó hút vào cơ thể Đây là kiểu của bọ trĩ

• Miệng cứa liếm: Ở đây đôi hàm trên và đôi hàm dưới biến đổi thành các ngòi

châm sắc nhọn, chuyển động theo chiều ngang để cứa rách da trâu bò( mòng trâu)

• Miệng liếm hút: Đây là kiểu miệng của nhóm ruồi, ở kiểu miệng này đôi hàm

trên và đôi hàm dưới đã hoàn toàn hoái hóa, trong lúc đó môi dưới khá phát triển, kéo dài thành một chiếc vòi thô ngắn có thể co duỗi linh hoạt

• Miệng hút: Đây là kiểu miệng điển hình của loài ngài bướm Ở kiểu miệng này

môi trên môi dưới và đôi hàm trên đẫ thoái hóa, còn đôi hàm dưới lại kéo thành vòi phía trong có rãnh hút thức ăn, khi ăn vòi vươn ra ngoài, cử động linh hoạt để kiếm thức ăn

• Miệng chích hút: Là kiểu biến đổi theo hướng thành những ngòi châm dài, nhọn

để chích sâu vào mô động thực vật, đồng thời xoan gmieejng và cuống họng biến đổi thành một dạng bơm hút để hút được thức ăn lỏng từ trong đó

2.Bộ phận ngực côn trùng

Ngực là phần thứ 2 của cơ thể côn trùng, gồm 3 đốt là đốt ngự trước, đốt ngực giữa đốy ngực sau.mỗi đốt ngực đều có một đôi chân mang tên tương ứng là đôi chân ngực trước, đôi chân ngực giữa và đôi chân ngực sau

-Các phần phụ của ngực côn trùng

Chân ngực: là cơ quan vận động chính của côn trùng, chân ngực côn trùng gồm 5 đốt:

-Đốt chậu: Là đốt đầu tiên thường có hình chóp cụt, đính với thể tại một chỗ lõm bằng da

mềm gọi là ổ chậu , nhờ đó chân côn trùng có thể chuyển động dễ dàng về mọi phía -Đốt chuyền là đốt thứ 2 thường ngắn nhỏ ,khớp như bản lề

-Đốt đùi là đốt lớn nhất , đốt đùi rất dài và mập

-Đốt ống là đốt thứ tư, tuy rất dài mảnh nhưng lại rất vững chắc

=> Những cấu tạo này có chức năng tự vệ ở côn trùng

Các kiểu chân côn trùng: chân bò, chân chạy, chân bơi, chân đào bới, chân bắt mồi,

chân kẹp leo, chân giác bám, chân lấy phấn

Cánh côn trùng

Nhờ có cánh côn trùng có nhiều lợi thế khi di chuyển, phát tán mở rộng địa bàn phân bố của chúng, dễ dàng tìm kiếm được thức ăn, đối tượng ghép đôi cũng như lẩn tránh kẻ thù Ngoài chức năng chủ yếu là bay, cánh còn có một số vai trò đặc biệt khác như làm tấm

áo giáp bảo vệ phía lưng, là cơ quan phát âm thanh, là túi dự trữ không khí của niềng niếng sống dưới nước, là công cụ điều tiết nhiệt độ , độ ẩm trong tổ của các loài ong

mật có thể thấy đôi cánh đã góp phần tạo ra lợi thế vượt trội cho côn trùng, giúp

côn trùng trở thành nhũng sinh vật thành công nhất trong tự nhiên.

Các dạng cánh côn trùng: cánh da, cánh cứng, cánh nửa cứng, cánh màng

B CẤU TẠO BÊN TRONG CỦA CÔN TRÙNG

Da côn trùng do lớp phôi ngoài hình thành, đó là một lớp vỏ tương đối cứng, ngoài chức năng bao bọc bảo vệ còn giữ cho cơ thẻ có cấu tạo vũng chắc, đồng thòi làm chỗ bám cho cơ thịt bên trong.tuy vậy đây không phải là một lớp vỏ cứng và độ cứng đồng nhất ,mà tùy theo vị trí và bộ phận cơ thể , có chỗ là tấm cứng ống cứng có chỗ là da mềm, nư bộ áo giáp ngày xưa

-Cấu tạo da côn trùng gồm 3 lớp: biểu bì, nội bì, màng đáy

Biểu bì hay cuticun là sản phẩm tiết của lớp tế bào nội bì nên không có cấu tạo tế bào, song

đây là lớp cứng nhất vũng chãi nhất của da côn trùng Biểu bì lại gồm 3 lớp:

+biểu bì ngoài:Là lớp cứng nhất của da, lớp này có chứa kitin kết họp với loại protein hóa cứng theo cấu trúc dạng lưới

+biểu bì trong: là lớp dày nhất của biểu bì, không cứng như biểu bì ngoài mà có tính mềm

dẻo và đàn hồi Với cấu tạo kiểu này biểu bì da côn trùng không chỉ có độ cứng cần thiết

mà còn có mềm dẻo và đàn hồi tốt , có lợi cho đời sống của chúng

Nội bì: là một lớp tế bào đơn thường có dạng hình trụ, đây là lớp có vai trò quyết định sức

sống và các chức năng của da côn trùng, chúng tiết da dịch để côn trùng có thể lột xác đồng thời hấp thu lại một số chất đã phân giải để tái tạo kiểu biểu bì mới, ngoài ra lớp nội bì cũng

là nơi sản sinh ra các chất hàn gắn các vết thương trên da côn trùng

Màng đáy: là lớp nằm sâu nhất trong da, có cấu trúc không định hình.

 Với cấu tạo da này của côn trùng, có thể thấy cấu tạo da đã tiến hóa khá cao để phù hợp thích nghi.

-Vật phụ của da côn trùng

Da côn trùng không hoàn toàn nhẵn bóng , mà trên đó có rất nhiều vật phụ như vẩy gai cựa,u lồi Những vật phụ có thể có hoặc không có cấu tạo tế bào Loại có cấu tạo 1 tế bào thường là lông và vảy, loại cấu tạo nhiều tế bào thường là gai và cựa( thường là vũ khí tụ vệ của nhiều loài côn trùng)

cơ thể bọ nẹt với nhiều gai nhọn độc

Các tuyến da côn trùng: Tuyến là tổ chức sản sinh ra các chất tiết cần thiết cho đời sống của

sinh vật.Tùy theo chủng loại và chức năng, các tuyến của da có cấu tạo và kích thước rất khác nhau Một số tuyến ngoại tiết và nội tiết chính ở côn trùng:

-MÀU SẮC DA CÔN TRÙNG: Màu sắc da của côn trùng rất đa dạng và phong phú, đó là

kết quả của sự tác động giữa sóng ánh sáng và các hoạt chất hóa học và cấu trúc của da, một

sooa săc tố chính thường thấy ở côn trùng Melanin, carotenoids, pteridin

So với lớp động vật khác, lớp côn trùng có sự đa dạng về màu sắc và kỳ thú, điều này chứng tỏ màu sắc đóng màu sắc giữ vai trò rất quan trọng trong quá trình tiến hóa của chúng, phần lớn côn trùng có màu sắc dễ lẫn với môi trường giúp chúng ít bị kẻ thù phát

hiện, ở mưc độ cao hơn, hình thái cơ thể cũng biến đổi rất tinh vi khiến chúng giống với những vật thể như cành củi khô, chiếc lá thuận lợi cho việc ngụy trang

Con bọ que ngụy trang giống cành củi khô

- HỆ CƠ CỦA CÔN TRÙNG

Côn trùng là lớp động vật ưa hoạt động và có khả năng hoạt động rất mạnh mẽ Điều này cho thấy hệ cơ của chúng rất phát triển, vd ở ong ruồi là 200-300 lần/phút Đặc biệt là một số loài muỗi có thể vẫy cánh đến 100 lần/phút, chuồn chuồn ngô là 96km/h

2.PHƯƠNG THỨC SINH SẢN VÀ SỨC SINH SẢN CỦA CÔN TRÙNG

A.PHƯƠNG THỨC SINH SẢN

Trước những thách thức của cuộc sống đầy khó khăn ngày nay, côn trùng loài mà đang là thức ăn cho rất nhiều động vật như cá, lưỡng cư, bò sát, chim, thú hay động vật nguyên sinh, nấm, vi khuẩn và virus thậm chí cả loài người Để sinh tồn côn trùng đã có những phương thúc sinh sản để tạo và duy trì nòi giống cho mình Các phương thúc sinh sản của chúng phù hợp với yêu cầu phát triển của loài đòng thời cân bằng được với hoàn cảnh sống Điều này được thể hiện ở việc côn trùng có phương thức sinh sản rất đa dangjmaf không động vật nào được.

a. Sinh sản hữu tính

Phương thức sinh sản chủ yếu của côn trùng, là sự kết hợp giữa cá thể đực và cá thể cái riêng biệt như phần lớn các loài trong tự nhiên Đây cũng là phương thức sinh sản tiến hóa nhất trong tự nhiên con cái được sinh ra mang tính trạng của cả

bố và mẹ.

Tuy nhiên mọi chuyện không quá được thuận lợi như vậy việc sing sống trong khoảng không gian quá rộng lớn và là thức ăn của quá nhiều loài nên khiến cho việc gặp gỡ và giao phối gặp nhiều khó khăn nên một bộ phận côn trùng đã cải tiến hình thức sinh sản hữu tính thông thường thành một cơ thể lưỡng tính để thuận tiện hơn.

Ví dụ: loài rệp sáp lông hại cam quýt Icerya purchasi những con rệp cái là lưỡng tính và trong quần thể rất hiếm khi gặp con đực Và điều thú vị là côn tùng nếu đã

có những con nữ ái nam như vậy thì cũng sẽ có những chàng trai nam ái nữ như loài ngài đá Perla marginata Những con đực của loài này sẽ làm nhiệm vụ duy trì nòi giống cho loài của mình.

b. Sinh sản đơn tính

Là hình thức sinh sản không cần con đực hay chính xác hơn là không cần đến tinh trùng mà các “bà mẹ” vẫn có khả năng sinh sản Đay cũng là một hình thức vượt qua trở ngại về quá trình gặp gỡ của cá thể đực và cá thể cái Do cần thích nghi với môi trường nên đã có các hình thức sinh sản đơn tính khác nhau như:

• Sinh sản đơn tính bắt buộc

Ví dụ ở sâu kèn, vòi voi và bọ que hình thức này là bát buộc do quần thể không

có hoặc rất hiếm con đực và cá thể con sinh ra cững toàn cái Do vậy mà kieur sinh sản này còn có tên sinh sản bát buộc toàn cái.

• Sinh sản đơn tính tự chọn:

- Sinh sản đơn tính tự chọn toàn đực: một số loài rệp phấn, bọ trĩ đặc biệt là ong mật ngoài sinh sản hữu tính tạo ong cái và ong thợ chúng còn sinh sản đơn tính tạo ong đực (trứng không được thụ tinh)

- Sinh sản đơn tính tự chọn toàn cái: hình thức này điển hình cho loài rệp sáp nâu mềm hại cam quýt coccus hesperridum tứng được thụ tinh sẽ tạo rệp đực và rệp cái neus không thụ tinh sẽ cho toàn rệp cái.

• Sinh sản đơn tính chu kỳ: gồm cả sinh sản vô tính và hữu tính xen kẽ nhau và có tính chu kỳ Điển hình là họ rệp muội sống ở vùng ôn đới Trong mùa xuân và

hè, điều kiện thuận lợi chúng sinh sản đơn tính tạo con cái đến mùa thu con đực xuất hiện và cùng con cái sinh sản hữu tính Khi sinh sản hữu tính thì chúng đẻ trứng để chonhs chọi qua mùa đông khắc nghiệt.