آب و هوا به چهار روش اساسی در روی فیز یولوژی حشرات تاثیر می گذارند:
1-تاثیر روی سیستم هورمونی داخلی
2-تاثیر در روی درجه ی بقاء زندگی
3-تاثیر روی رشد و نمو
4-تاثیر روی سیستم تولیدمثل
تاثیر آب وهوا در روی درجه ی بقاء زندگی حشرات:
به نظر می رسد که یخبندان های شدید ممکن است سبب مرگ و میر حشره ها گردد. مثلا در مناطق برف گیر کوهستان ها در فصل بهار می توان لاشه های حشرات مرده را مشاهده نمود که احتمالا در اکثر یخبندان های زمستانه تلف شده اند. پس از بارندگی های سنگین در ابهای جمع شده در منطقه ی بن برگ گیاهانی مانند Dipsacus fullonumنیز معمولا لاشه های شته های غرق شده مشاهده می گردد.
بادهای خیلی شدید می تواند توده های حشره های مهاجر را به دریاببرد که در آنجا در اثر غرق شدن و یا در اثر تغذیه ی جانوران دریایی معدوم می شوند.آب وهوا اکثرا به طور غیر مستقیم نیز تاثیرات بسیار مهمی در روی انبوهی حشرات ایجاد می کند.
مثلا در اثر فصل بارندگی در جزیره ای در روی کنه ی شکارچی Pyemotesدر طول فصل خشک سال این کنه قادر است که اکثر تیپ لاروها و شفیره های سخت بال پوش نارگیل را که مینوز برگ درختان نارگیل است منهوم سازد ولی در فصل بارندگی کنه شکارچی انبوهی حشره ی آفت افزایش می یابد.
شواهد تاثیر آب وهوا بر روی نوسانهای جمعیت حشرات در مزرعه:
تغییرات آب و هوا عامل اصلی تعیین کننده ی نوسانات جمعیت حشره ها است.یووارف معتقد است که نوسان های جمعیت ملخ ها که در مناطق نیمه کویری با مقدار بارندگی متغییر زندگی می کنند,کاملا به وسیله ی عوامل آب وهوایی ایجاد می شود.با این وصف تهیه ی آمار دقیق نوسان های جمعیت این ملخ ها و تدوین جدول زیستی آنها حتی برای دوره ی کوتاه ی از زندگی یک نسل به سبب انتشار نا منظم وعادت مهاجرت آنها کاری بسیار مشکل است.کی سعی نمود که علت طغیان ملخ استرالیایی را که در هر چند سال یکبار اتفاق می افتد,کشف نماید.در آن زمان به سبب فقدان آمار دقیق انبوهی ملخ ,جدول های زیستی ,اطلاعات فیزیولوژیکی و امکانات این محقق بسیار محدود بود.
مطا لعات کی نشان داد که ملخ مزبور برای تخم ریزی به خاک سخت ومرطوب احتیاج دارد و برای تغذیه وپناهگاه مراتع متراکم رت ترجیح می دهند.این ملخ به ویژه در جنوب شرقی استرالیا که اقلیمی با بارندگی کم ومتغیر دارد بیشتر طغیان می کرد.با این تصور که بارندگی موجب رشد علف های مراتع می شود ووجود مراتع سر سبز نیز موجبات افزایش انبوهی ملخ را فراهم می سازد,این پژوهشگر آمار هواشناسی مربوط به سال های طغیان ملخ را مورد مطالعه قرارداد تا ببیند که آیا در سال های طغیان ملخ تغییرات غیر مترقبه ای در آب و هوای منطقه به وقوع پیوسته است یا نه؟
این فرضیه که جمعیت ملخ دریایی فقط پس از بارندگی افزایش می یابد کاملا تایید شده است و فرایند های تنظیم کننده سطح انبوهی ملخ دریایی فقط پس از بارندگی افزایش می یابد کاملا تایید شده است و فرایند های تنظیم کننده سطح انبوهی ملخ دریایی و نیز علت اینکه چرا فقط گونه های ویژه ای از ملخ می تواند به حالت طغیان در آمده و گونه های دیگر قادر به این کار نیستند ,هنوز کاملا روشن نشده است.
تاثیر آب و هوا بر سیستم تولید مثل:
چون تاثیرآب وهوا بر این سیستم حائز اهمیت بیشتری است لذا ما ابتداآنرامورد بررسی قرارمی دهیم.حشره های مناطق معتدله به وسیلهء تغییر دادن فعالیت سلولهای مغزی ترشح کننده ی هورمون دیاپوزنسبت به کاهش طول روز واکنش نشان داده و به دیاپوزمی روند.در مرحله ی دیاپوز حشره نسبت به تغیرات درجه حرارت از خود واکنش نشان نداده ویاواکنش آن به حال تعلیق درمی آید.با شروع مرحله ی دیاپوزرشد و تولید مثل حشره متوفق گشته و حشره نسبت به سرما ویخبندان مقاوم می گردد.
دو روش مهمی که برای شکستن مرحله ی دیاپوزشناخته شده اندعبارتنداز:قرار دادن حشره در شرایط طول روزبلندمانندشکسته شدن دیاپوز سنجاقکوقراردادن حشره در درجه حرارت پایین مشابه سرمای زمستان به مدت طولانی.سیستم هورمونی حشره ها پس از خاتمه ی مرحله ی دیاپوزشروع به فعالیت کرده ورشدونمو دوباره ی حشره را ممکن می سازد و حشره بار دیگر با رشدونموو تولید مثل خودنسبت به تغییرات درجه حرارت محیط واکنش نشان می دهد.
تورنک نشان داده است که شرایط آب و هوایی مانیتو با تغییرات زیادی شروع مرحله ی دیاپوزودر نتیجه به طور غیر مستقیم در درجه ی بقاء زندگی مگس Bassa harreyi که انگل زنبور چوبخوار درخت کاج است ایجاد می کند. در شرایط معمولی مگس مزبور و زنبور میزبان آن هر دو دوره ی زندگی سالانه دارند.اگر شرایط آب و هوایی مساعدبوده و فصل رشد ونموزودرس باشد,لاروهای نئونات مگس انگل در معرض درجه حرارت های بالاوروزهای بلند قرار می گیرند.در تحت تاثیر این شرایط لاروها به سرعت رشد کرده و بدون اینکه به مرحله ی دیاپوز وارد شوند به صورت حشره های کامل نسل دوم در همان سال ظاهر می شوند.
با وجود این چنین شرایطی در هنگام ظهور حشره ی کامل نسل دوم مرحله ی زیستی مناسب حشره ی میزبان در دسترس نیست,از این رو این حشرات اکثرا تلف می شوند. این عدم هما هنگی بین دوره ی زندگی انگل و میزبان منجر به تلف شدن قسمت عمده ی جمعیت حشره ی انگل می گردد.
تاثیر آب وهوا در روی تولید مثل حشره ها:
اثر مستقیم درجه ی حرارت و روطوبت در روی تولید مثل و بقاء یک حشره اولین بار در روی مگس تسه تسه در آفریقای غربی مطالعه و گزارش شده است. این محققان متوجه شدند که درجه حرارت و روطوبت نسبی برای مگس تسه تسه از شرایط حیاتی اپتیمم خیلی فاصله داشته و حتی به حد کشندگی نزدیک می باشد.در یک رشته آزمایش ها درجه حرارت کشنده در مدت یک ساعت و درجه حرارت کشنده در مدت یک روز را برای این قسم تعیین نمودند.در یک رشته آزمایش ها ی دیگر در تحت درجه حرارت30 درجه سانتیگرد و 5 رژیم مختلف از رطوبت نسبی مگس های تسه تسه را در داخل شیشه ی مربا نگهداری کرده وهر روز یک وعده ی غذا به آنها دادند.وزن مقدار خون تغذیه شده به وسیله ی هر مگس از روی تغییر وزن مگس در پیش وپس از تغذیه محاسبه گردید.
در این شرایط تعداد لاروها ی تولید شده توسط حشرات ماده ثبت گردید .هنگامی که درجه حرارت محیط در 30 درجه سانتی گراد ثابت نگاه داشته شد و رطوبت نسبی تغییر داده شده , حداکثر مدت زندگی مگس تسه تسه (11روز)در رطوبت های نسبی 19 درصد و 46درصدمشاهده گردید ودررطوبت نسبی 65درصد طول زندگی مگسها به حداقل خود یعنی کمتر از 5روز کاهش یافت. همچنین تعداد لاروهای تولید شده و وزن خون تغذیه شده در رطوبت نسبی 44درصد به حداکثر خود رسید.
ابن مطالعات اهمیت ویژه ی تغییرات روزانه ی رفتار مگس تسه تسه را در بقاء زندگی آن و امتیاز استراحت در سایه ی درختان بزرگ را در ساعت های گرم روز آشکار می سازد.
تاثیر آب و هوا در رشد و نمو و تکامل فردی حشره ها:
درجه حرارت محیط برروی تمام واکنش های شیمیایی حشره ها تاثیر می گذارد.همانطور که انتظار می رود سرعت نشو ونمای یک گونه از حشره تحت تاثیر تغییرات اقلیمی , که بنوبه ی خود با تغییرات عرض جغرافیایی و ارتفاع منطقه از سطح دریا تغییر می کند , قرار دارد. مثلا حشره ای مانند کرم سیب که سطح انتشار وسیعی دارد,در مناطق جنوبی تر ممکن است دو ویا حتی سه نسل در سال تولید نماید.به همن ترتیب در همه ی نقاط در سال هایی که حرارت به نحوی استثنایی گرمتر از حد معمول باشد اکثر حشرات یک نسل اضافه می کنند.
حساسیت حشرات به طول روز ممکن است فقط به مرحله ی مشخصی از دوران زندگی حشره محدود باشد.کوربت نشان داد که سنجاقک Anax imperatorهمیشه در مرحله ی پوره گی به حالت دیاپوز زمستانه می افتد.در این مرحله پوره ها فعال بوده و تغذیه می کنند ولی قادر به استحاله به حشره ی کامل نیستند. این پوره ها درست قبل از آخرین پوست اندازی نسبت به طول روز حساسیت پیدا می کنند. در نیمه ی دوم تابستان کوتاهتر شدن تدریجی طول روز موجب رفتن پوره ها به حالت دیا پوز می گرددوقطع حالت دیاپوز و شروع استحاله به حشره ی کامل با افزایش تدریجی طول روز در ماههای فروردین و اردیبهشت سال آینده اتفاق می افتد.
نتیجه ی این واکنش نسبت به طول روز این است که اگر در اثر وجود مواد غذایی کافی پوره ها بتوانند قبل از شروع کاهش طول روز در تابستان به سن آخر برسند به سرعت رشد کرده وبه حشره ی کامل تبدیل می شوندو دوران زندگی خود را در یکسال تمام می کنند .ولی اگرپوره ها پس از شروع کاهش طول روز در تابستان به سن آخر برسند,وارد مرحله ی دیاپوز شده به مدت 9 ماه در این مرحله باقی می مانند و دوران زندگی خود را در دو سال به پایان می رسانند. بدون توجه به این نکته تکامل این حشرات یک یا دو سال به طول انجامیده باشد,ظهور حشره های کامل همواره در زمان معین از سال انجام می گیرد.
وارلی رابطه ی کاملا متفاوتی را بین شرایط آب و هوایی و تولید مثل مگس گالزا کشف نمود.
در منطقه ی مورد مطالعه ی وارلی حرارت های بالا همواره با رطوبت نسبی پایین توام می باشد.وارلی مشاهده نمود که در روز های آفتابی مگس ها در ساعات اول روز ,که رطوبت نسبی محیط مناسب است,فعال بوده و تخم ریزی می کند ولی به تدریج که هوا گرمتر شده و درجه حرارت به بالاتر از 20درجه ی سانتیگراد می رسد به محلهای خنک و مرطوب ودر مجاورت سطح زمین پناه برد ودر آنجااستراحت می کنند.
چهار اثر اساسی آب وهوا واقلیم که در بالا تشریح گردیدند جزو تاثیراتی بودند که اقلیم در روی فیزیولوژی حشره ها ایجاد می کنند.
1-تاثیر روی سیستم هورمونی داخلی
2-تاثیر در روی درجه ی بقاء زندگی
3-تاثیر روی رشد و نمو
4-تاثیر روی سیستم تولیدمثل
تاثیر آب وهوا در روی درجه ی بقاء زندگی حشرات:
به نظر می رسد که یخبندان های شدید ممکن است سبب مرگ و میر حشره ها گردد. مثلا در مناطق برف گیر کوهستان ها در فصل بهار می توان لاشه های حشرات مرده را مشاهده نمود که احتمالا در اکثر یخبندان های زمستانه تلف شده اند. پس از بارندگی های سنگین در ابهای جمع شده در منطقه ی بن برگ گیاهانی مانند Dipsacus fullonumنیز معمولا لاشه های شته های غرق شده مشاهده می گردد.
بادهای خیلی شدید می تواند توده های حشره های مهاجر را به دریاببرد که در آنجا در اثر غرق شدن و یا در اثر تغذیه ی جانوران دریایی معدوم می شوند.آب وهوا اکثرا به طور غیر مستقیم نیز تاثیرات بسیار مهمی در روی انبوهی حشرات ایجاد می کند.
مثلا در اثر فصل بارندگی در جزیره ای در روی کنه ی شکارچی Pyemotesدر طول فصل خشک سال این کنه قادر است که اکثر تیپ لاروها و شفیره های سخت بال پوش نارگیل را که مینوز برگ درختان نارگیل است منهوم سازد ولی در فصل بارندگی کنه شکارچی انبوهی حشره ی آفت افزایش می یابد.
شواهد تاثیر آب وهوا بر روی نوسانهای جمعیت حشرات در مزرعه:
تغییرات آب و هوا عامل اصلی تعیین کننده ی نوسانات جمعیت حشره ها است.یووارف معتقد است که نوسان های جمعیت ملخ ها که در مناطق نیمه کویری با مقدار بارندگی متغییر زندگی می کنند,کاملا به وسیله ی عوامل آب وهوایی ایجاد می شود.با این وصف تهیه ی آمار دقیق نوسان های جمعیت این ملخ ها و تدوین جدول زیستی آنها حتی برای دوره ی کوتاه ی از زندگی یک نسل به سبب انتشار نا منظم وعادت مهاجرت آنها کاری بسیار مشکل است.کی سعی نمود که علت طغیان ملخ استرالیایی را که در هر چند سال یکبار اتفاق می افتد,کشف نماید.در آن زمان به سبب فقدان آمار دقیق انبوهی ملخ ,جدول های زیستی ,اطلاعات فیزیولوژیکی و امکانات این محقق بسیار محدود بود.
مطا لعات کی نشان داد که ملخ مزبور برای تخم ریزی به خاک سخت ومرطوب احتیاج دارد و برای تغذیه وپناهگاه مراتع متراکم رت ترجیح می دهند.این ملخ به ویژه در جنوب شرقی استرالیا که اقلیمی با بارندگی کم ومتغیر دارد بیشتر طغیان می کرد.با این تصور که بارندگی موجب رشد علف های مراتع می شود ووجود مراتع سر سبز نیز موجبات افزایش انبوهی ملخ را فراهم می سازد,این پژوهشگر آمار هواشناسی مربوط به سال های طغیان ملخ را مورد مطالعه قرارداد تا ببیند که آیا در سال های طغیان ملخ تغییرات غیر مترقبه ای در آب و هوای منطقه به وقوع پیوسته است یا نه؟
این فرضیه که جمعیت ملخ دریایی فقط پس از بارندگی افزایش می یابد کاملا تایید شده است و فرایند های تنظیم کننده سطح انبوهی ملخ دریایی فقط پس از بارندگی افزایش می یابد کاملا تایید شده است و فرایند های تنظیم کننده سطح انبوهی ملخ دریایی و نیز علت اینکه چرا فقط گونه های ویژه ای از ملخ می تواند به حالت طغیان در آمده و گونه های دیگر قادر به این کار نیستند ,هنوز کاملا روشن نشده است.
تاثیر آب و هوا بر سیستم تولید مثل:
چون تاثیرآب وهوا بر این سیستم حائز اهمیت بیشتری است لذا ما ابتداآنرامورد بررسی قرارمی دهیم.حشره های مناطق معتدله به وسیلهء تغییر دادن فعالیت سلولهای مغزی ترشح کننده ی هورمون دیاپوزنسبت به کاهش طول روز واکنش نشان داده و به دیاپوزمی روند.در مرحله ی دیاپوز حشره نسبت به تغیرات درجه حرارت از خود واکنش نشان نداده ویاواکنش آن به حال تعلیق درمی آید.با شروع مرحله ی دیاپوزرشد و تولید مثل حشره متوفق گشته و حشره نسبت به سرما ویخبندان مقاوم می گردد.
دو روش مهمی که برای شکستن مرحله ی دیاپوزشناخته شده اندعبارتنداز:قرار دادن حشره در شرایط طول روزبلندمانندشکسته شدن دیاپوز سنجاقکوقراردادن حشره در درجه حرارت پایین مشابه سرمای زمستان به مدت طولانی.سیستم هورمونی حشره ها پس از خاتمه ی مرحله ی دیاپوزشروع به فعالیت کرده ورشدونمو دوباره ی حشره را ممکن می سازد و حشره بار دیگر با رشدونموو تولید مثل خودنسبت به تغییرات درجه حرارت محیط واکنش نشان می دهد.
تورنک نشان داده است که شرایط آب و هوایی مانیتو با تغییرات زیادی شروع مرحله ی دیاپوزودر نتیجه به طور غیر مستقیم در درجه ی بقاء زندگی مگس Bassa harreyi که انگل زنبور چوبخوار درخت کاج است ایجاد می کند. در شرایط معمولی مگس مزبور و زنبور میزبان آن هر دو دوره ی زندگی سالانه دارند.اگر شرایط آب و هوایی مساعدبوده و فصل رشد ونموزودرس باشد,لاروهای نئونات مگس انگل در معرض درجه حرارت های بالاوروزهای بلند قرار می گیرند.در تحت تاثیر این شرایط لاروها به سرعت رشد کرده و بدون اینکه به مرحله ی دیاپوز وارد شوند به صورت حشره های کامل نسل دوم در همان سال ظاهر می شوند.
با وجود این چنین شرایطی در هنگام ظهور حشره ی کامل نسل دوم مرحله ی زیستی مناسب حشره ی میزبان در دسترس نیست,از این رو این حشرات اکثرا تلف می شوند. این عدم هما هنگی بین دوره ی زندگی انگل و میزبان منجر به تلف شدن قسمت عمده ی جمعیت حشره ی انگل می گردد.
تاثیر آب وهوا در روی تولید مثل حشره ها:
اثر مستقیم درجه ی حرارت و روطوبت در روی تولید مثل و بقاء یک حشره اولین بار در روی مگس تسه تسه در آفریقای غربی مطالعه و گزارش شده است. این محققان متوجه شدند که درجه حرارت و روطوبت نسبی برای مگس تسه تسه از شرایط حیاتی اپتیمم خیلی فاصله داشته و حتی به حد کشندگی نزدیک می باشد.در یک رشته آزمایش ها درجه حرارت کشنده در مدت یک ساعت و درجه حرارت کشنده در مدت یک روز را برای این قسم تعیین نمودند.در یک رشته آزمایش ها ی دیگر در تحت درجه حرارت30 درجه سانتیگرد و 5 رژیم مختلف از رطوبت نسبی مگس های تسه تسه را در داخل شیشه ی مربا نگهداری کرده وهر روز یک وعده ی غذا به آنها دادند.وزن مقدار خون تغذیه شده به وسیله ی هر مگس از روی تغییر وزن مگس در پیش وپس از تغذیه محاسبه گردید.
در این شرایط تعداد لاروها ی تولید شده توسط حشرات ماده ثبت گردید .هنگامی که درجه حرارت محیط در 30 درجه سانتی گراد ثابت نگاه داشته شد و رطوبت نسبی تغییر داده شده , حداکثر مدت زندگی مگس تسه تسه (11روز)در رطوبت های نسبی 19 درصد و 46درصدمشاهده گردید ودررطوبت نسبی 65درصد طول زندگی مگسها به حداقل خود یعنی کمتر از 5روز کاهش یافت. همچنین تعداد لاروهای تولید شده و وزن خون تغذیه شده در رطوبت نسبی 44درصد به حداکثر خود رسید.
ابن مطالعات اهمیت ویژه ی تغییرات روزانه ی رفتار مگس تسه تسه را در بقاء زندگی آن و امتیاز استراحت در سایه ی درختان بزرگ را در ساعت های گرم روز آشکار می سازد.
تاثیر آب و هوا در رشد و نمو و تکامل فردی حشره ها:
درجه حرارت محیط برروی تمام واکنش های شیمیایی حشره ها تاثیر می گذارد.همانطور که انتظار می رود سرعت نشو ونمای یک گونه از حشره تحت تاثیر تغییرات اقلیمی , که بنوبه ی خود با تغییرات عرض جغرافیایی و ارتفاع منطقه از سطح دریا تغییر می کند , قرار دارد. مثلا حشره ای مانند کرم سیب که سطح انتشار وسیعی دارد,در مناطق جنوبی تر ممکن است دو ویا حتی سه نسل در سال تولید نماید.به همن ترتیب در همه ی نقاط در سال هایی که حرارت به نحوی استثنایی گرمتر از حد معمول باشد اکثر حشرات یک نسل اضافه می کنند.
حساسیت حشرات به طول روز ممکن است فقط به مرحله ی مشخصی از دوران زندگی حشره محدود باشد.کوربت نشان داد که سنجاقک Anax imperatorهمیشه در مرحله ی پوره گی به حالت دیاپوز زمستانه می افتد.در این مرحله پوره ها فعال بوده و تغذیه می کنند ولی قادر به استحاله به حشره ی کامل نیستند. این پوره ها درست قبل از آخرین پوست اندازی نسبت به طول روز حساسیت پیدا می کنند. در نیمه ی دوم تابستان کوتاهتر شدن تدریجی طول روز موجب رفتن پوره ها به حالت دیا پوز می گرددوقطع حالت دیاپوز و شروع استحاله به حشره ی کامل با افزایش تدریجی طول روز در ماههای فروردین و اردیبهشت سال آینده اتفاق می افتد.
نتیجه ی این واکنش نسبت به طول روز این است که اگر در اثر وجود مواد غذایی کافی پوره ها بتوانند قبل از شروع کاهش طول روز در تابستان به سن آخر برسند به سرعت رشد کرده وبه حشره ی کامل تبدیل می شوندو دوران زندگی خود را در یکسال تمام می کنند .ولی اگرپوره ها پس از شروع کاهش طول روز در تابستان به سن آخر برسند,وارد مرحله ی دیاپوز شده به مدت 9 ماه در این مرحله باقی می مانند و دوران زندگی خود را در دو سال به پایان می رسانند. بدون توجه به این نکته تکامل این حشرات یک یا دو سال به طول انجامیده باشد,ظهور حشره های کامل همواره در زمان معین از سال انجام می گیرد.
وارلی رابطه ی کاملا متفاوتی را بین شرایط آب و هوایی و تولید مثل مگس گالزا کشف نمود.
در منطقه ی مورد مطالعه ی وارلی حرارت های بالا همواره با رطوبت نسبی پایین توام می باشد.وارلی مشاهده نمود که در روز های آفتابی مگس ها در ساعات اول روز ,که رطوبت نسبی محیط مناسب است,فعال بوده و تخم ریزی می کند ولی به تدریج که هوا گرمتر شده و درجه حرارت به بالاتر از 20درجه ی سانتیگراد می رسد به محلهای خنک و مرطوب ودر مجاورت سطح زمین پناه برد ودر آنجااستراحت می کنند.
چهار اثر اساسی آب وهوا واقلیم که در بالا تشریح گردیدند جزو تاثیراتی بودند که اقلیم در روی فیزیولوژی حشره ها ایجاد می کنند.
دیدگاه ها