Diapauza u owadów

Rodzaje diapauzy i czynniki środowiskowe, które ją wywołują

Ćma cynoberyjska jest przykładem owada z obowiązkową diapauzą. Użytkownik Flickra David Elliott ( Licencja CC )

Diapauza to okres wstrzymania lub zatrzymania rozwoju podczas cyklu życiowego owada. Diapauza owadów jest zwykle wywoływana przez czynniki środowiskowe, takie jak zmiany światła dziennego, temperatury lub dostępności pożywienia. Diapauza może wystąpić na każdym etapie cyklu życiowego – embrionalnym, larwalnym, poczwarkowym lub dorosłym – w zależności od gatunku owada.

Owady zamieszkują każdy kontynent na Ziemi, od zamarzniętej Antarktydy po kojące tropiki. Żyją na szczytach gór, na pustyniach, a nawet w oceanach. Oni przetrwać mroźne zimy i letnie susze. Wiele owadów przeżywa diapauzę w tak ekstremalnych warunkach środowiskowych. Kiedy robi się ciężko, robią sobie przerwę.

Diapauza to z góry określony okres spoczynku, co oznacza, że ​​jest zaprogramowany genetycznie i obejmuje adaptacyjne zmiany fizjologiczne. Sygnały środowiskowe nie są przyczyną diapauzy, ale mogą kontrolować, kiedy zaczyna się i kończy diapauza. Natomiast stan spoczynku to okres spowolnionego rozwoju, który jest wywoływany bezpośrednio przez warunki środowiskowe i kończy się, gdy powrócą sprzyjające warunki.

Rodzaje diapauzy

Diapauza może być obowiązkowa lub fakultatywna:

• Owady z obowiązkowa diapauza przejdą ten okres zahamowania rozwoju we wcześniej ustalonym punkcie swojego cyklu życia, niezależnie od warunków środowiskowych. Diapauza pojawia się w każdym pokoleniu. Diapauza obowiązkowa jest najczęściej kojarzona z owadami uniwoltowymi, czyli owadami, które mają jedno pokolenie rocznie.
• Owady z fakultatywna diapauza przechodzą okres wstrzymania rozwoju tylko wtedy, gdy wymagają tego warunki do przetrwania. Diapauza fakultatywna występuje u większości owadów i jest związana z owadami biwoltynowymi (dwa pokolenia rocznie) lub wielowoltynowymi (więcej niż dwa pokolenia rocznie).

Dodatkowo niektóre owady ulegają diapauza reprodukcyjna , który jest zawieszeniem funkcji rozrodczych u dorosłych owadów. Najlepszym przykładem diapauzy reprodukcyjnej jest motyl monarcha w Ameryce Północnej. The pokolenie migrantów późnego lata i jesieni przechodzi w stan diapauzy reprodukcyjnej w ramach przygotowań do długiej podróży do Meksyku.

Czynniki środowiskowe

Diapauza u owadów jest indukowana lub zakończona w odpowiedzi na sygnały środowiskowe. Te sygnały mogą obejmować zmiany długości światła dziennego, temperatury, jakości i dostępności żywności, wilgotności, pH i innych czynników. Żadna pojedyncza wskazówka nie określa wyłącznie początku lub końca diapauzy. Ich połączony wpływ, wraz z zaprogramowanymi czynnikami genetycznymi, kontroluje diapauzę.

Fotoperiod:Fotoperiod to naprzemienne fazy światła i ciemności w ciągu dnia. Sezonowe zmiany w fotoperiodzie (takie jak krótsze dni, gdy zbliża się zima) sygnalizują początek lub koniec diapauzy wielu owadów. Najważniejszy jest fotoperiod. Temperatura:Wraz z fotoperiodem zmiany temperatury (takie jak ekstremalne zimno) mogą wpływać na początek lub koniec diapauzy. Na diapauzę wpływa również termoperiod, naprzemienne fazy chłodniejszej i cieplejszej temperatury. Niektóre owady wymagają określonych sygnałów termicznych, aby zakończyć fazę diapauzy. Na przykład włochaty niedźwiedź gąsienica musi wytrzymać okres chłodu, aby wywołać koniec diapauzy i kontynuację cyklu życia. Żywność:Wraz z końcem sezonu wegetacyjnego malejąca jakość ich źródeł pokarmu może pomóc w wywołaniu fazy diapauzy u gatunku owada. Gdy rośliny ziemniaka i inni żywiciele brązowieją i wysychają, na przykład dorosłe osobniki stonki ziemniaczanej wchodzą w stan diapauzy.

Źródła

• Blackcap, John L., (red.) Encyklopedia Entomologii . Wydanie drugie, Springer, 2008, Nowy Jork.
• Gilbert, Scott F. Biologia rozwojowa . Wydanie 10., Sinauer Associates, 2013, Oxford, Wielka Brytania.
• Gullan , P.J . i Cranston , P.S . Owady: zarys entomologii . Wiley, 2004, Hoboken, N.J.
• Johnson, Norman F. i Triplehorn, Charles A. Borror i DeLong Wprowadzenie do badania owadów . Wydanie siódme, Thomson Brooks/Cole, 2005, Belmont, Kalifornia.
• Channa, D.R. Biologia stawonogów. Discovery Publishing, 2004, New Delhi.