Занимательная энтомология

Каждый вид характеризуется определенным средним уровнем численности. Периодическое снижение численности вида, сменяющееся ее ростом (колебание численности), представляет собой нормальное явление. Однако сам механизм этих колебаний очень сложен и до сих пор является предметом многочисленных исследований и дискуссий.

Для объяснения причин колебания численности насекомых был предложен ряд теорий, не оправдавшихся в своем первоначальном виде. Одни исследователи признавали ведущую роль в регуляции численности растениеядных насекомых за их врагами — хищниками и паразитами (паразитарная теория), другие считали, что колебания численности обусловлены воздействием на насекомых климатических факторов (климатическая теория). По мере дальнейшего развития исследований и взглядов стали считать, что численность каждого вида насекомого в биоценозе регулируется комплексом факторов (биоценологическая теория). При этом многие лесные энтомологи регулирующую роль приписывают трофическому фактору, т. е. пище, через которую преломляется действие других факторов. Пища может регулировать численность только в том случае, если рост плотности популяции потребителя (фитофага) вызывает неблагоприятные для него изменения в пищевой ценности и доступности корма. Таких фактов пока известно еще очень мало. Поэтому наибольшее признание получила синтетическая теория.

Синтетическая теория рассматривает колебания численности популяций как автоматически регулируемый процесс, слагающийся из отклонений под влиянием случайных воздействий абиотической среды и стабилизирующего действия биотических факторов. Г. А. Викторов (1973) считает, что существует два принципиально различных процесса, определяющих движение численности популяций во времени: модификация и регуляция. Модификация выражает подъемы и спады численности, обусловленные случайными по отношению к популяциям изменениями факторов, функционально не связанных с ее плотностью. Регуляция заключается в сглаживании возникающих колебаний в результате действия регулирующих механизмов, действие которых зависит от плотности популяции.

В конечном итоге, численность популяции является балансом рождаемости и смертности. Рождаемость связана с плодовитостью особей, входящих в популяцию данного вида. Плодовитость, как было показано выше, очень изменчива и в свою очередь зависит от целого ряда причин, главные из которых — пища и метеорологические условия. При благоприятных погодных условиях интенсивность питания усиливается, возрастает упитанность особей, попавших на благоприятный корм, увеличивается вес куколок, рождается больше самок, усиливается активность спаривания и количество, отложенных оплодотворенных полноценных яиц. Однако, несмотря на все это, рождаемость является более постоянной величиной, чем смертность. Поэтому уровень численности зависит главным образом от факторов смертности. Эти факторы исключительно многообразны. Часть из них носит случайный характер и в основном зависит от изменчивости погодных условий. Аномальное развитие отдельных метеорологических элементов может почти мгновенно и очень резко изменить уровень численности популяции. Они влияют с равной интенсивностью при любой плотности популяции. Так, при очень низкой или очень высокой температуре, ливне или наводнении смертность будет не избирательной и не будет зависеть от числа особей, она, как правило, будет массовой, и сохранятся лишь отдельные особи в надежных укрытиях.

Еще чаще метеорологические условия оказывают косвенное влияние на численность популяции, усиливая смертность через другие факторы. Под влиянием погодных условий сезонные изменения развития кормовых пород могут совпадать с появлением определенных фаз данного вида насекомого или не совпадать. Так, например, в одни годы выход гусениц дубовой зеленой листовертки совпадает с распусканием почек дуба, а в другие — наступает раньше, когда почки еще не раскрылись. В этом случае происходит. массовая гибель гусениц. Под влиянием выпадающих осадков колеблется интенсивность смоловыделения у сосны. В годы засухи смоляное давление в хвое и почках падает, что ведет к резкому увеличению выживаемости гусениц побеговьюнов и личинок пилильщиков. Повышение смоляного давления приводит к массовой смертности гусениц. Продолжительность солнечного сияния иногда регулирует синхронность в появлении вредителя и его врагов. Так, при наличии 10 и более солнечных дней в апреле, вследствие различной нагреваемости ствола деревьев (на которых имеются кладки яиц монашенки) и лесной подстилки (в которой зимуют энтомофаги) возникает разрыв в сроках выхода гусениц монашенки из яиц и появлении их энтомофагов. Первые успевают уйти в кроны деревьев, раньше, чем бывают настигнуты энтомофагами, и смертность резко падает. Погодные условия оказывают очень большое влияние и на развитие болезней насекомых. Наконец, под влиянием погодных условий меняется биохимический состав листьев деревьев, также вызывая увеличение или сокращение смертности.

Влияние паразитов и болезней на численность популяции через увеличение смертности особей зависит от ее плотности. С увеличением плотности это влияние возрастает, а с уменьшением — ослабевает. Такое зависимое от плотности популяции влияние хищников, паразитов и болезней способствует быстрому выравниванию численности данной популяции и имеет огромное регулирующее значение. Существует целый ряд внутрипопуляционных механизмов регуляции численности, все они зависят от плотности популяции.

Большое значение в регулировании численности насекомых имеют внутривидовые взаимоотношения. Отдельные особи и группы особей одного и того же вида могут воздействовать друг на друга прямо и активно или же косвенно, через изменение окружающей среды. Результаты таких отношений для отдельно взятой особи или группы особей могут быть весьма различны. Они могут стимулировать протекание жизненных процессов (рост, размножение, развитие) или ослаблять их. На большинство форм внутривидовых отношений определенное влияние оказывает численность участвующих в них особей. Регулирование численности достигается рядом внутривидовых механизмов.

Типичным внутривидовым приспособлением является переход саранчи от одиночного к стадному образу жизни и последующие миграции стай. Гусеницы многих бабочек, питающиеся листвой древесных пород, живут в первых возрастах обществами, а затем расходятся и переходят к одиночному образу жизни, избегая, таким образом, конкуренции за пищу. В период же коллективного питания гусениц интенсивность последнего стимулировалась специфической средой их совместного обитания.

Характерным внутривидовым приспособлением служат гнезда у пушистого и кольчатого коконопрядов. В этих гнездах живет по несколько сотен гусениц. Ночью температура гнезда на 8-12°С выше, чем окружающего воздуха. Это позволяет гусеницам легко перенести низкие ночные температуры.

Существует связь между размерами листа тополя и количеством откладываемых на него яиц тополевой молью. С увеличением размера листа возрастает и число яиц. Автоматическое регулирование численности происходит также у щитовок. При очень густом поселении одни особи вытесняют механически другие. Вытесненные особи не получают питания и погибают или голодают и становятся бесплодными.

При очень большой плотности популяции обычно возникает острая конкуренция между особями за пищу. В результате резко возрастает смертность, развиваются эпизоотии и численность автоматически сокращается, вновь увеличиваясь через известный промежуток времени.

Большую роль в регуляции численности популяции играют миграции. С помощью миграций идет убыль и пополнение популяций, может резко изменяться их численность, происходить перемещение в пространстве и накопление особей в новых местах. Миграции позволяют виду расселяться и избегать неблагоприятных условий, которые создаются в результате его же жизнедеятельности, сохраняться в период депрессии в резервациях и затем быстро накопляться в соседних с ними насаждениях.

Численность популяции может изменяться также и под влиянием физиологической разнокачественности особей. Например, вследствие такой разнокачественности ежегодно часть особей рыжего соснового пилильщика и других вредителей леса уходит в диапаузу на фазе пронимфы и куколки, а остальные особи заканчивают нормальное развитие по одногодичному циклу. За счет этого в одних генерациях происходит быстрое сокращение, а в других — увеличение численности популяции.

Правильное понимание закономерностей колебания численности и особенностей регулирующих ее механизмов имеет очень большое практическое значение, так как служит теоретической основой для борьбы с вредителями леса. Умение правильно оценить причины изменения численности популяции, вовремя определить начало нарастания или падения ее численности дает возможность делать прогнозы и своевременно принимать меры к локализации вспышек массового размножения. Это трудная задача. Она решается путем организации специальных наблюдений за изменением численности, получивших название надзора.