Côn trùng cánh cứng ở nước

Tiểu luận
Môn: Côn trùng học đại cương
Đề tài: Côn trùng Cánh cứng ở nước


Trường đại học khoa học tự nhiên
Khoa sinh học
Mở đầu
I. Tổng quan
Bộ Cánh cứng là bộ có số lượng loài lớn nhất và chiếm ưu thế nhất trong thế giới côn trùng. Trong số hơn 1 triệu loài côn trùng được mô tả, ít nhất một phần ba là côn trùng Cánh cứng. Chúng ta cũng có thể thấy được sự đa dạng của chúng qua hơn 30000 loài đã được biết đến ở Bắc Mỹ. Trong số đó, hơn 1000 loài có đời sống thuỷ sinh hay bán thuỷ sinh. Thời gian sống ở nước có thể là toàn bộ vòng đời hoặc chỉ diễn ra trong một số giai đoạn. ở một số họ, cả dạng trưởng thành và ấu trùng đều sống ở nước, nhưng ở một số họ khác đời sống thuỷ sinh chỉ ở một trong hai giai đoạn đó.
Bộ Cánh cứng ở nước cũng bao gồm một số loài có giá trị sinh học rất lớn. Rất nhiều loài ăn thịt trong bộ này đóng vai trò hết sức quan trọng trong các hệ sinh thái nước ngọt, đặc biệt là các thuỷ vực ao, hồ. Một số loài ăn thực vật gây hại cho các cây lương thực nhưng một số khác lại hữu ích trong việc diệt trừ cỏ dại. Đặc biệt, một số loài sống ở sông suối được xem là những sinh vật chỉ thị cho chất lượng môi trường nước. Chính vì vậy, việc tiếp tục quan sát và nghiên cứu đặc điểm, tập tính của các loài trong bộ này là hết sức quan trọng và cần thiết.
II. Phương pháp nghiên cứu
Do không có điều kiện và thời gian đi thực địa để khảo sát thu thập mẫu vật, bài tiểu này được làm hoàn thành dựa trên các tài liệu, sách báo có nội dung liên quan và tra cứu trên Internet.
III. Bố cục
Bài tiểu luận gồm 5 nội dung chính:
I. Đặc điểm hình thái ngoài
II. Giải phẫu và chức năng các hệ cơ quan
III. Sinh sản và phát triển
IV. Nơi cư trú và tập tính
V. Phân loại
NộI DUNG
I. Đặc điểm hình thái ngoài
Cơ thể chia thành 3 phần: đầu, ngực, bụng phân hoá cao và tách biệt với nhau rõ rệt. Phần đầu gồm 5 đốt, phần ngực 3 đốt và phần bụng từ 9 - 10 đốt.







Hình 1. C?u t?o gi?i ph?u
A: D?u; B: Ng?c; C: B?ng
1. Phần đầu
Phần đầu có các đốt liền thành một khối, bọc ngoài bởi bao kitin đầu, tách biệt rõ với phần ngực và khớp động với phần ngực bởi phần cổ
- Anten: cũng giống như các côn trùng khác, côn trùng Cánh cứng chỉ có 1 đôi anten là bộ phận thuộc đốt đầu, cùng với mắt. Cấu tạo anten gồm 3 phần chính: đốt gốc, đốt cuống và roi.
- Phần phụ miệng: đa số côn trùng Cánh cứng ở nước có phần phụ miệng kiểu nghiền có hàm khoẻ để nghiền xé mồi, thích ứng với việc ăn thức ăn cứng, gồm có: đôi hàm trên, đôi hàm dưới và môi dưới.
2. Phần ngực
Phần ngực gồm 3 đốt: ngực trước, ngực giữa và ngực sau. Mỗi đốt ngực có một đôi chân, đốt ngực II và III có đôi cánh ở mỗi đốt.
- Chân: Cũng giống như phần lớn Sâu bọ, chúng có 3 đôi chân: chân trước, chân giữa, chân sau. Mỗi chân gồm các đốt: háng, chuyển, đùi, ống, bàn. Bàn thường phân thành nhiều đốt, thường gọi là ngón, có thể từ 3 đến 5 ngón, tận cùng bằng 1 - 2 vuốt và các đệm. Đôi chân sau côn trùng Cánh cứng ở nước thường biến đổi thành dạng chân bơi, thích ứng với đời sống bơi lội: chân dẹp và có nhiều lông bơi dài, thường biến đổi thành dạng mái chèo. Chân trước của con đực một số loài lại có giác bám để bám con cái khi giao phối (chân giao phối).
- Cánh: ở sâu bọ Cánh cứng, cánh trước biến đổi thành dạng cánh cứng (elytron), rất dầy, chắc làm thành bao bọc lấy phần bụng, một phần ngực và cánh sau, chủ yếu giữ chức năng bảo vệ. Còn đôi cánh sau (hind wing) ẩn dưới đôi cánh trước mới đóng vai trò quan trọng trong việc bay lượn. Không giống như đa số các côn trùng khác, đôi cánh trước của bọn Cánh cứng không xếp lợp lên nhau mà chỉ tiếp xúc với nhau tại một đường dọc cơ thể. Khi bay, đôi cánh cứng xoè ra hai bên cho đôi cánh sau hoạt động.







Hình 2. Cấu tạo cánh của côn trùng Cánh cứng
3. Phần bụng
Bụng là phần chứa phần lớn nội quan của con vật: hệ tiêu hoá, tuần hoàn, sinh dục. Phần này gồm một số đốt có cấu tạo gần giống nhau, giữa các đốt có màng mềm nên bụng có thể quay và chun giãn. Số lượng các đốt bụng là từ 9 - 10 đốt tuỳ thuộc vào từng loài. Các đốt bụng thường không mang phần phụ, chỉ có các lỗ thở ở mé bên.
II. Giải phẫu và chức năng
các hệ cơ quan
1. Vỏ cơ thể
Toàn bộ cơ thể côn trùng Cánh cứng được bao bọc bởi một vỏ cứng gồm ba lớp: lớp cuticun bọc ngoài, lớp hạ bì và màng đáy. Lớp cuticun có tầng mặt thấm chất sáp nên có tác dụng vừa ngăn thấm nước vào cơ thể, vừa chống thoát hơi nước khỏi cơ thể giúp cho chúng thích ứng với cả đời sống ở cạn và ở nước.
Các tuyến ở vỏ cơ thể rất phát triển và quan trọng trong đời sống. Đó là các tuyến đơn bào hoặc đa bào tiết chất mùi (tín hiệu thông tin hoá học), chất độc (tấn công và tự vệ), đặc biệt là chất tiết của tuyến lột xác ở vỏ cơ thể có tác dụng làm tan tầng trong của lớp cuticun cũ để lớp này bong ra, giúp quá trình lột xác được thực hiện.
2. Các hệ cơ quan
a. Hệ cơ
Hệ cơ phát triển và phân hoá cao, mang tính chất cơ vân. Có thể có tới 1,5 - 2 nghìn bó cơ, điều khiển hoạt động ở đầu, ngực, cánh và bụng. Cơ hoạt động cánh có tính co rút cao.
b. Hệ tiêu hoá
Gồm 3 phần: ruột trước, ruột giữa và ruột sau.

- Ruột trước: phân hoá thành hầu, thực quản, diều. ở ruột trước còn có một số tuyến nước bọt từ 1 đến 3 đôi, đổ vào khoang miệng ở chỗ gốc môi dưới. Tuyến nước bọt chứa men tiêu hoá.
- Ruột giữa: thông với ruột trước và ruột sau qua các van có thành là các tế bào tiết men tiêu hoá và hấp thụ thức ăn.
- Ruột sau: nối tiếp ruột giữa, ở chỗ tiếp nối có các ống Manpigi. Ruột sau không chỉ là nơi chất bã đi qua mà còn là nơi tái hấp thụ nước và muối khoáng còn lại trong chất bã.
c. Hệ hô hấp
Hệ hô hấp rất phát triển với hệ thống khí quản phân nhánh đi tới các mô và tới cả các tế bào, cung cấp ôxy thẳng cho các nội quan, không cần các mạch máu làm trung gian.
Hệ khí quản thông với bên ngoài qua các lỗ thở. Từ lỗ thở đi vào các ống ngang ngắn, tất cả các ống này đổ vào hai ống dọc chính chạy dọc hai bên cơ thể. Từ ống dọc chính có các ống nhánh phân chia nhỏ dần tới các ống tận cùng chạy xuyên qua các nhánh của tế bào tận cùng, toả vào tận các tế bào ở các nội quan.
ở giai đoạn ấu trùng không có lỗ thở, ôxy có thể qua các lá mang khí quản ở hai bên bụng.
d. Hệ tuần hoàn
Hệ tuần hoàn tương đối kém phát triển. Cơ quan chính là tim hình ống dài, nằm trên ruột
Máu không màu hoặc màu vàng nhạt hay xanh nhạt, không có sắc tố máu. Do máu không có sắc tố tải ôxy và các chất cố định khí cacbonic nên hầu như không tham gia vào hoạt động hô hấp, chỉ có nhiệm vụ cung cấp chất dinh dưỡng và chuyển chất bã tới cơ quan bài tiết. Trong máu còn có các loại tế bào máu, các tế bào thực bào.
e. Hệ bài tiết
Gồm nhiều loại cơ quan, trong đó quan trọng nhất là các ống manpighi.
Ngoài các ống manpighi còn có các thể mỡ vốn là cơ quan dự trữ chất dinh dưỡng, nhưng cũng tham gia một phần vào việc tích tụ các chất bã.
Các thể mỡ ngoài chức năng bài tiết còn có chức năng phát sáng, ví dụ như ở đom đóm.






ở đom đóm, trong thể mỡ có chứa chất luxiferin, khi bị ôxy hoá, dưới tác động của enzym luxiferase sẽ phát ánh sáng mà không toả nhiệt

f. Hệ thần kinh
Gồm khối hạch não và chuỗi hạch thần kinh bụng phân đốt. Đặc điểm của hệ thần kinh là mức độ phân hoá cao của khối hạch não và tập trung cao của chuỗi hạch bụng.
Hệ thần kinh giao cảm phát triển, điều khiển nội quan. Ngoài ra, còn có hệ thần kinh ngoại biên
g. Hệ sinh dục
Cũng giống như đa số sâu bọ, hệ sinh dục ở côn trùng Cánh cứng có sự phân tính.
- Hệ sinh dục đực: gồm đôi tuyến tinh thường có dạng viên tròn, đôi ống dẫn tinh đổ vào một ống phóng tinh, có nhiều tuyến phụ, rồi tận cùng bằng cơ quan giao phối đực. Cơ quan này cấu tạo phức tạp, rất đặc trưng cho từng họ, có khi cả từng giống và loài nên là một đặc điểm quan trọng trong phân loại học.
- Hệ sinh dục cái: gồm đôi tuyến trứng, thường có dạng búi ống, số lượng biến đổi tuỳ loài
3. Cơ quan cảm giác
- Cơ quan thị giác: rất phát triển, có vai trò hết sức quan trọng trong đời sống. Côn trùng Cánh cứng thường có một đôi mắt kép lớn, ở khoảng giữa hai mắt kép còn có các mắt đơn.
- Cơ quan xúc giác: thu nhận cảm giác cơ học, có phần cấu tạo ngoài dạng lông tơ cảm giác. Tác động của vật rắn bên ngoài, áp lực nước, không khí... động tới các lông cảm giác và được truyền tới các tế bào thụ cảm bên trong, từ đó sinh cảm ứng truyền tới trung tâm thần kinh.
- Cơ quan cảm giác chấn động: cũng thuộc loại cơ quan cảm giác cơ học nhưng có cấu tạo phức tạp hơn, có ở các khớp phần phụ và phần giữa các đốt cơ thể, trên anten, chân, bụng, cánh. Chức năng của cơ quan này là thu nhận các rung động cơ học, sự thay đổi của áp lực bên trong cơ thể ... vì vậy có tác dụng điều chỉnh vị trí cơ thể trong hoạt động sống
- Cơ quan cảm giác hoá học: gồm cơ quan khứu giác và vị giác, cấu tạo bởi các thể thụ cảm khứu giác và vị giác.
- Cơ quan cảm giác thuỷ nhiệt: có tác dụng điều hoà cân bằng nước và chế độ nhiệt cơ thể, nhận biết sự biến đổi nhiệt độ và độ ẩm của môi trường ngoài, điều hoà hoạt động của cơ thể, tìm đến khu vực có độ ẩm và nhiệt độ tới thuận. Các cơ quan cảm giác có ở trên anten, xúc biện, ngón chân và các cơ quan khác.
Ngoài ra, do sống trong môi trường nước, côn trùng Cánh cứng ở nước còn có cơ quan cảm giác nhận biết biến đổi áp lực nước khi di động trong nước.
III. Sinh sản và phát triển
1. Sinh sản
Côn trùng Cánh cứng ở nước có lối sinh sản rất đa dạng. Phổ biến nhất là lối sinh sản hữu tính, đẻ trứng. Ngoài ra, ở một số loài còn có hiện tượng sinh sản đẻ con, sinh sản đơn tính và sinh sản ấu trùng.
Sinh sản hữu tính: Côn trùng Cánh cứng ở nước có tập tính giao hoan phong phú, nhờ các đặc tính thích ứng về hình thái cũng như sinh lý. Quá trình giao phối diễn ra dưới nước hoặc ở ven các thuỷ vực. Con đực và con cái tìm nhau có thể nhờ khả năng phát âm và nhận âm đặc trưng riêng cho từng loài, khả năng nhận màu sắc đặc trưng trên cơ thể, khả năng nhận biết các chất hấp dẫn sinh dục...
2. Sự phát triển
Côn trùng Cánh cứng ở nước phát triển có biến thái hoàn toàn qua 3 giai đoạn: ấu trùng, nhộng và trưởng thành. Các giai đoạn này có cấu tạo và đặc tính sinh học rất khác nhau. ấu trùng có lối sống khác hẳn, ít hoạt động, sống trong môi trường hẹp, kín, có lối ăn khác hẳn con trưởng thành, sai khác về cấu tạo cơ thể rất lớn, sự phát triển từ ấu trùng tới trưởng thành không thể thực hiện một cách liên tục, qua những lần lột xác bình thường mà phải trải qua một giai đoạn biến đổi cơ bản về cấu tạo cơ thể để có được một kiểu cấu tạo cơ thể mới hoàn toàn thích ứng với một lối sống mới của dạng trưởng thành. Biến đổi này được thực hiện trong giai đoạn nhộng, được coi như giai đoạn chuyển tiếp ấu trùng và dạng trưởng thành.
* Giai đoạn ấu trùng:



ấu trùng Haliplidae
Được tính từ khi nở từ trứng ra và kéo dài tới khi hoá nhộng. Trứng của bọn Cánh cứng ở nước nở sau 1 - 2 tuần. Hình dạng ấu trùng rất đa dạng, con thành thục có kích thước từ 2 - 60 mm. Sau mỗi lần lột xác ấu trùng sang một thời kỳ mới hay gọi là tuổi mới.
* Giai đoạn nhộng:
Giai đoạn nhộng của côn trùng Cánh cứng ở nước thường diễn ra trên cạn, đây là giai đoạn duy nhất không ở trong môi trường nước. Hầu hết nhộng sống trong các hang đất ẩm ướt ven các thuỷ vực.
Trông bề ngoài giai đoạn nhộng có vẻ như giai đoạn nghỉ, giống dạng một xác ướp, nhưng thật ra bên trong cơ thể nhộng diễn ra nhiều hoạt động sinh lý quan trọng chuẩn bị cho sự phát triển sang giai đoạn trưởng thành tiếp sau. Nhộng có phần phụ chưa phân hóa, tách biệt khỏi cơ thể, anten thường gồm 11 đốt hoặc nhiều hơn. Trong giai đoạn này, cánh bắt đầu phát triển dầy lên.
* Giai đoạn trưởng thành:





Haliplus trưởng thành (Halipidae)
Giai đoạn trưởng thành được kể từ khi con vật chui ra khỏi vỏ nhộng và được coi là giai đoạn cuối cùng của một thế hệ hay một chu kỳ phát triển. Giai đoạn này kết thúc khi con vật thành thục sinh dục, giao phối và đẻ trứng, từ đó bắt đầu sang một chu kỳ phát triển khác. ở giai đoạn trưởng thành có cấu tạo hoàn thiện và ổn định, nói chung không lột xác, không sinh trưởng thêm.
IV. Nơi cư trú và tập tính
1. Nơi sống
Côn trùng Cánh cứng ở nước, bao gồm cả ấu trùng và dạng trưởng thành phân bố ở rất nhiều các thuỷ vực khác nhau: từ nước lợ, các suối nước nóng, đầm lầy, biển và các bãi triều đến gần như toàn bộ các thuỷ vực nước ngọt. Nơi cư trú trong môi trường nước cũng rất đa dạng tuỳ thuộc vào từng loài: có loài sống bám trên các giá thể hoặc trên các thực vật nổi, có loài sống bơi lội trên hoặc dưới tầng mặt nước, thậm chí có loài sống dưới tầng đáy, trong lớp bùn lầy, và rất nhiều loài khác cư trú ở ven các thuỷ vực như bờ ao, hồ, các bãi ven sông suối.
Ví dụ: Họ Gyrinidae bao gồm bọn Cánh cứng sống bơi lội trên mặt nước. Chúng thường sống tập trung thành đàn tới hàng nghìn con. Không giống như đàn giao phối của bọn Cánh nửa, tập đoàn Cánh cứng tồn tại chủ yếu với mục đích kiếm ăn, bắt mồi.
Một số loài lại có thể sống được cả trên cạn và dưới nước, chúng có thể xuống nước hoặc rời lên bờ khi cần thiết. Đặc biệt, một số ít loài côn trùng Cánh cứng ở nước có xu hướng hạn chế đời sống thuỷ sinh khi đã trưởng thành.
2. Tập tính
a. Dinh dưỡng
Cũng giống như nơi cư trú, tập tính dinh dưỡng của côn trùng Cánh cứng ở nước rất đa dạng, phong phú. ấu trùng có thể là loài ăn cỏ, ăn xác thối hoặc ăn thịt. Ví dụ: ấu trùng họ Dytiscidae là những loài ăn thịt. Thức ăn của ấu trùng Dytiscidae thậm chí còn là một số động vật không xương sống cỡ nhỏ như cá và nòng nọc.
Dạng trưởng thành của côn trùng Cánh cứng ở nước cũng có tập tính ăn uống rất đa dạng.
b. Tập tính và các đặc điểm thích nghi với đời sống thuỷ sinh
- Hầu hết con trưởng thành của bọ Cánh cứng ở nước đều phải sống dựa vào ôxy của khí quyển với các mức độ khác nhau, vì vậy chúng thường phải ngoi lên mặt nước để lấy được lượng ôxy cần thiết. Một số loài bơi, có loài bò, trườn và một số ít loài trôi nổi trên mặt nước.
Ví dụ: con trưởng thành của Bộ phụ Adephaga thường dùng chóp bụng phá vỡ màng nước bề mặt để lấy không khí. Không khí sẽ được dự trữ trực tiếp trong một buồng khí ở dưới cánh trước, nơi chúng dễ dàng được chuyển tới các lỗ thở ở phần bụng.
Nhiều loài thuộc Bộ phụ Polyphaga có khả năng tạo thành một màng khí bao bọc cơ thể trong chốc lát. Đó là do trên khắp bề mặt cơ thể chúng có các lông không thấm nước hay các vẩy, và những sợi lông này có thể giữ được một màng khí mỏng. Màng khí này đóng vai trò như một lá mang làm cho ôxy hoà tan trong nước khuếch tán vào trong nó. Hô hấp nhờ màng khí phổ biến ở nhiều loài sống ở tầng đáy và có hiệu quả rất cao. Trong các vùng nước giàu ôxy, các cá thể vẫn lấy được lượng ôxy cần thiết mà không phải ngoi lên mặt nước. Một số loài sống ở vùng đầm lầy còn có khí quản trong là nơi dự trữ khí tạm thời khi chúng chìm dưới nước.
- Những loài có đời sống bơi lội thường có chân sau và chân giữa biến đổi thành dạng mái chèo. Một số loài có thể nổi được nhờ có sự trợ giúp của các bóng khí. Còn những loài sống đáy thường có những vuốt và móc bám rất dài. Ví dụ: một số ấu trùng thích nghi với đời sống bám trên các giá thể bằng cách phát triển các vuốt, một số khác lại phát triển các móc bụng hoặc có loài lại biến đổi hình dạng cơ thể thành dạng đĩa...
- Côn trùng Cánh cứng ở nước có tập tính ăn uống rất đa dạng. Trong đó, một số lượng lớn các loài là ăn thịt và có những đặc điểm thích nghi rất khác nhau. Một số loài tấn công con mồi bằng cách dùng phần phụ miệng tiêm các chất độc vào con mồi. Các chất này có tính độc tố cao và đôi khi còn làm cho thức ăn dễ tiêu hóa. Phần phụ miệng cũng dùng để nhai nghiền thức ăn và giữ con mồi.
V. Phân loại
Việc phân loại các họ côn trùng Cánh cứng ở nước đối với dạng trưởng thành thường dựa trên cấu trúc của anten (hình dạng và số đốt của anten) đồng thời căn cứ vào hình dạng và số đốt bàn.
Bộ côn trùng Cánh cứng ở nước bao gồm 3 phân bộ: Adephaga, Myxophaga và Polyphaga. Bộ phụ Adephaga bao gồm 5 họ chủ yếu sống ở nước và 1 họ chủ yếu sống trên cạn gồm một số loài thường cư trú ở ven các thuỷ vực. Bộ phụ Myxophaga bao gồm 1 họ sống thuỷ sinh và 1 họ bán thuỷ sinh. Trong bộ phụ Polyphaga có 17 họ, trong đó có cả loài sống thuỷ sinh, bán thuỷ sinh và cả loài sống trên cạn.



Xin chân thành cảm ơn