Putukad on vallutanud praktiliselt kõik planeedi ökosüsteemid ja jah, see hõlmab ka vett. Alates rahulikest tiikidest kuni mägiojadeni elab tuhandeid liike täielikult või osaliselt veekeskkonnaga seotuna, kasutades hingamis-, toitumis- ja paljunemisstrateegiaid, mis on sama mitmekesised kui üllatavad.
Sellest praktilisest, kuid detailsest juhendist saate teada, mis on vees elavad putukad , kuidas nad hingavad, millised on nende elutsüklid, kuidas neid noor- ja täiskasvanud putukaid tuvastada, millised seltsid ja perekonnad on silmapaistvad, näited teaduslike nimedega ning nende roll bioindikaatoritena vee kvaliteedi hindamisel. Kui olete kunagi kuulnud kedagi rääkimas ühepäevastest, vesipööristest, nümfidest või ämbliklastest ja see kõlas nagu võõrkeel, siis siit saate sellest selgelt aru, pakkudes kasulikku lähenemisviisi loodusesõpradele, haridustöötajatele ja kärbsepüüdjatele.
Mis on vees elavad putukad?
Veeputukad on selgrootud lülijalgsed , kes veedavad kogu oma elu või olulise osa sellest magevees (jõed, järved, ojad, tiigid, suudmealad). Märkimisväärne osa putukate mitmekesisusest on vees elavate noorloomade (vastsed või nümfid) ja õhus elavate täiskasvanud isendite kujul, samas kui teised on peaaegu kogu oma elutsükli vees.
Hinnanguliselt on umbes 3% putukatest vees elavad, mis teeb maailmas kokku ligikaudu 25 000–30 000 liiki, ja mõned allikad tõstavad kirjeldatud tüüpide koguarvu alamrühmade ja kategooriate arvessevõtmisel üle 76 000. See mitmekesisus jaotub mitmete seltside vahel, nagu Odonata, Ephemeroptera, Plecoptera, Trichoptera, Diptera, mitmesugused Coleoptera ja Heteroptera, lisaks harvematele, kuid huvitavatele rühmadele nagu Megaloptera, mõned Neuroptera, püraliidilised Lepidoptera ja teatud Hymenoptera.
Veemaastikul elavad nad väga erinevates mikroelupaikades: kivide all, hapnikurikastes kärestikes, tagavetes, lompides , veealuse taimestiku keskel või liuglevad üle veepinna. Paljud on noorena rangelt vees ja täiskasvanuna õhus; teised on poolveelised, näiteks veesuusatajad (Gerridae) ja nende sugulased, kes kasutavad pinna pinget ära, et pinnal liugleda.
Tiikides ja väikestes veekogudes on tavaline leida mitmekesine veesuusatajate, veeskorpionide, kiilivastsete ja veemardikate kooslus . Igal neist olenditest on toiduahelas oluline roll: alates populatsioone kontrollivatest kiskjatest kuni orgaanilist ainet ringlusse võtvate lagundajateni.
Kuidas vees elavad putukad hingavad?
Veekeskkonnas hingamine on põhjustanud erakordseid kohandusi . Mõned vastsed vahetavad gaase difusiooni teel läbi oma kesta, teised kasutavad hingetoru lõpuseid ja veel teised õhumulle või tõelisi "füüsilisi lõpuseid".
– Õhumull ja füüsiline lõpus : Teatud heteroptera ja mardikalised püüavad õhku hüdrofoobsete karvade vahele või oma erütra alla. Hapniku tarbimisel langeb nende osarõhk ja lahustunud O2 difundeerub veest mulli, säilitades hapnikuvarustuse minutiteks või tundideks. Mõnel juhul nimetatakse seda stabiilset kilet plastroniks – mikroharjakestega toetatud kihiks, mida ei ole vaja pidevalt uuendada.
– Hingamistorud (sifoonid): teised liigid tõusevad pinnale atmosfääriõhu saamiseks nn snorkeli abil. See võimaldab neil elada hapnikuvaeses vees, kus paljud teised organismid ei edeneks.
– Hingetoru lõpused (tracheobranchia): hingetoru õhukesed jätked, mis hõlbustavad gaasivahetust veega. Need on väga levinud ühepäevaste kiilide, kivikärbeste ja teiste putukate seas . Nende efektiivsus sõltub vee uuenemisest, seega paljud liigid tekitavad ventilatsiooniliigutusi, eriti seisvas vees.
– Tegumentaarne hingamine : suurenenud hemolümfaatilise niisutuse ja keha ulatuvate osade (verelõpuste) kaudu toimib kehapind hingamiselundina. Mitmetel kaheliivalistel võib hemolümf sisaldada pigmente, millel on kõrge afiinsus hapniku suhtes , mis hõlbustab elu anoksilises keskkonnas.
– Aerenhüümi kasutamine : mõnede mardikate (nt Donacia ) ja kärbeste vastsed saavad hapnikku veetaimede õhustatud koest, sisestades taime hingamisstruktuure.
Lisaks mehhanismile on oluline ka hingetoru tüüp : mõned vastsed on apneustlikud (ilma funktsionaalsete spiraalideta) ja sõltuvad täielikult lahustunud gaaside vahetusest, samas kui teistel on funktsionaalsed spiraalid õhu imemiseks vastavalt vajadusele. See mitmekesisus võimaldab neil koloniseerida keskkondi alates külmadest, hapnikurikastest mägijõgedest kuni soojade või madala kvaliteediga tiikideni, eeldusel, et on olemas sobiv nišš.
Elutsüklid ja metamorfoos: nümf, vasts, nukk, subimago ja imago
Looduseuurijatele ja kaluritele olulistel veeputukatel on kaks peamist arengumudelit. Mittetäielik metamorfoos (hemimetaboolne) hõlmab muna-, nümfi- ja täiskasvanu staadiumi; täielik metamorfoos (holometaboolne) lisab vastse ja täiskasvanu vahele nukustaadiumi.
– Hemimetaboolsed: sellised seltsid nagu Ephemeroptera (päevaõied), Plecoptera (kivikärbsed) ja Odonata (kiilid ja nõiaväelased) omavad vees elavaid nümfe, kes sulgivad mitu korda enne tiivuliste täiskasvanud isendi staadiumi saavutamist. Päevaõied on erilised, kuna enne lõpliku imago saavutamist läbivad nad subimago (esimese tiivuliste staadiumi).
– Holometaboolsed: kahetiivalised, kolmetiivalised, mardikalised, megaloptera, neuroptera, liblikalised ja mõned vees elavad kiletiivalised arendavad sageli ussitaolisi vastseid, seejärel nukkuvad (mõnikord kookonites või nukkudes) ja lõpuks ilmuvad tiivulisteks valmikuteks.
Vees vaatlejatel on abiks staadiumite äratundmine: nümf (tiivad arenevad plaatidena; hästi vormitud jalad), vastne (ilma tiibupuhmadeta ja sageli ussilaadne välimus), nukk (tiivad arenenud, kuid jäsemed keha külge kinnitatud või kookoni sees), pinnale tõusev (tõusu ja muundumise hetk pinna lähedal) ja täiskasvanud isend (funktsionaalsed tiivad ja õhus tegutsemine).
Paljud liigid sünkroniseerivad tärkamise keskkonnatingimustega. Sellised tegurid nagu veetemperatuur, fotoperiood, sademete hulk ja kõrgus merepinnast mõjutavad küpsemist ja paljunemise ajastust. Näiteks kõrgmäestikes võib tärkamine hilineda võrreldes soojemate ja madalamal asuvate aladega ning mõned liigid näitavad pikemaid suviseid lennuperioode, kui tingimused seda võimaldavad.
Teine pusletükk on diapaus , programmeeritud füsioloogiline paus, mis võib esineda muna, vastse, nuku või täiskasvanu staadiumis. See strateegia ennetab ebasoodsaid perioode (äärmuslik külm, põud, toidupuudus) ja aitab tagada elutsükli järjepidevuse muutlikus kliimas.
Praktiline tuvastamine: täiskasvanud ja noorloomad
Hoolika uurimisega saab pearühma üles leida. Täiskasvanutel otsige tiibu, sabasid (cerci), tundlaid ja puhkeasendit.
- Efemeera2–3 pikka saba; istudes hoiavad tiivad püsti.
- caddisflieskarvased tiivad, millel on kõhu kohal "katus"; pikad tundlad, mõnikord sama pikad kui keha.
- Odonaadidväga suured silmad; kooniline kõht; kiilidel on tiivad külgsuunas välja sirutatud, nõgestel kehaga paralleelselt.
- Plekopteridkaks saba, tiivad kõhu kohale lapiti volditud.
- Diptera: üks paar nähtavaid tiibu ja sabade puudumine kõhul.
Ebaküpsetes staadiumides visuaalsed vihjed muutuvad. Nymphi või vastse tuvastamiseks jälgige sabasid, lõpuseid ja pea/kõhu kuju :
- Ühepäevase nümf2–3 saba; kõhul külgmised lõpused; jalad ühe küünisega.
- Kivikärbse nümfIlma tüüpiliste külgmiste kõhulõugudeta; mõnikord lõpuseniididena rinnal; jalad kahe küünisega.
- Odonate nümfidsuured silmad; piklik või jõuline-ovaalne keha; röövellik veniv huul.
- Dipteranide vastsedussilaadne keha; taandunud või sisemine pea; arenenud pärisjalad puuduvad.
- Südamerütmi vastsed: röövikulaadsed välimusega, rindkerejalgadega; tavaliselt ehitavad nad liivast, okstest või siidist karpe.
Peamised ordud ja silmapaistvad perekonnad
Mitmekesisuse vaimseks korraldamiseks on kasulik meeles pidada, millise metamorfoosi iga kord läbib :
- HemetaboolneEphemeroptera (päevakiilid), Plecoptera (kivikärbsed), Odonata (kiilid ja merihobukesed).
- HolometaboolneDiptera (kärbsed ja sääsed), Trichoptera (früganiidid), Coleoptera (veemardikad), Megaloptera (sialiinsed), Neuroptera (mardikad), Lepidoptera (veepüraliidid), Hymenoptera (Agriotypus jne).
– Odonata (kiilid ja nõiad): lendavad, röövtoidulised täiskasvanud; vees elavad nümfid võimsa jahihuulekoelise huulelõhega. Anisoptera (kiilid) ebavõrdsete, robustsete tiibade paaridega; Zygoptera (nõiad) võrdsete tiibade ja õhema kehaga.
– Ephemeroptera : vahepealne subimago enne imagot; mitmekesiste vormidega nümfid (kiirete hoovuste jaoks süvendatud, aeglase vee jaoks ujuvad, urgudes elavad, kõndivad). Paljud kraabivad perifütoone või filtreerivad osakesi , kuigi on ka spetsialiseerunud kiskjaid.
– Plecoptera : lapikud kahe servi ja närimissuuorganiga nümfid; suurepärased külma ja hapnikurikka vee indikaatorid. Täiskasvanud isendid on kehvad lendajad ja olenevalt perekonnast võivad nad vähe või üldse mitte toituda.
– Trichoptera : vastsed, kes ehitavad kestasid keskkonnamaterjalidest või siidist; suurepärased bioindikaatorid . Nukkumine toimub kambris või kesta sees. Täiskasvanutel on karvased tiivad, mis on katusekujuliselt volditud.
– Diptera : vastsete äärmuslik mitmekesisus (saprofaagsed, fütofaagsed, röövtoidulised, parasiitsed); palju rangelt vees elavaid liike vastse- ja nukustaadiumis. Mitmekesised paljunemisstrateegiad, alates paaritustantsust kuni partenogeneesini.
– Coleoptera (veelised mardikad): perekonnad nagu Dytiscidae (sukelduvad mardikad) ja Hydrophilidae (veelised mardikad), kellel on nii vees elavaid täiskasvanud isendeid kui ka vastseid; teiste faasid vahelduvad. Nad kasutavad õhureserve, plastrone või hingetoru lõpuseid; troofilised režiimid ulatuvad kiskjatest detritivooride ja fütofaagideni.
– Vees elavad heteropaadid : paadimehed (Corixidae), kellel on aerulaadsed tagajalad; hapnikurikaste vete naucoridae; veesuusatajad (Gerridae), kes libisevad tänu vetthülgavatele karvadele üle veepinna. Samuti veeskorpionid (Nepidae), kellel on sifoonhingamine.
– Megaloptera : suured röövtoidulised vastsed, kes on reostuse suhtes tundlikud; lühiealised täiskasvanud isendid, kes kurameerivad vibratsiooni või keemiliste signaalide abil. Suurepärased puhta vee indikaatorid.
– Neuroptera : mõned vastsed on vee- või poolveelised; Sisyridae sõltuvad magevee käsnadest , samas kui Osmylidae jahivad kahetiivaliste mune märgadel substraatidel.
– Lepidoptera (veepüraliidid) : makrofüütide fütofaagsed vastsed, kelle hingamismehhanismid ulatuvad tegumentaarsest hingamisest kuni plastronini teatud perekondades.
– Hymenoptera : perekond Agriotypus paistab silma vesikärbse nukkude parasitoidina; emased saavad sukelduda ja peremehe kõrvale munema hakata .
Liikide ja perekondade näited (esinduslikud valimid)
Veemardikate seas paistab silma suhteliselt suur veemardikas Hydrophilus piceus , samuti düüsikalised nagu Dytiscus marginalis ja Dytiscus latissimus . Teiste tähelepanuväärsete sugukondade hulka kuuluvad Gyrinidae (kes ujuvad pinnal keerledes), Haliplidae , Noteridae , Elmidae ja Hygrobiidae.
Perekonda Heteroptera leidub arvukalt Gerridae, nagu Gerris lacustris ja Aquarius remigis , Corixidae (nt Corixa punctata ) ja Belostomatidae (hiiglaslikud vesiputukad). Odonata hulka kuuluvad kiilid nagu Anax imperator , Libellula depressa ja Orthetrum cancellatum , ning põldkärbsed nagu Calopteryx virgo ja Coenagrion mercuriale.
Ligikaudsete võrdlussuuruste näitena illustreerivad need liigid sordi (tavalised kogupikkused): Acilius sulcatus (1,2–1,8 cm), Aeshna cyanea (9–11 cm), Anaxi keiser (11–15 cm), Veevalaja remigis (3,5–4,5 cm), Colymbetes fuscus (1,8–2,2 cm), Cordulegaster boltonii (14–16 cm), Corixa punctata (1,3–1,5 cm), Dytiscus marginalis (4–6 cm), Gerris lacustris (3,5–4,5 cm), Gyrinus natator (0,5–1,5 cm), Halobates sericeus (0,2–0,4 cm), Hüdromeetria stagnorum (1–2 cm), Hydrophilus piceus (5,5–6,5 cm), Ilyocoris cimicoides (1,2–1,6 cm), Ameerika meritiib (4,5–5,5 cm), Ranatra linearis (4,5–5,5 cm), Somatochlora metallica (5,5–6,5 cm), Velia caprai (0,6–0,9 cm)See valim annab aimu ordude ja perekondade morfoloogilisest laiusest.
Reproduktiivne käitumine ja strateegiad
Täiskasvanud isendite lennuperioodi iseloomustab hajumine, kurameerimine ja paljunemine . Fenoloogiat mõjutavad vee temperatuur, fotoperiood, tuul ja sademed, kusjuures kõikumised sõltuvad laiuskraadist ja kõrgusest. Kõrgmäestiku populatsioonid kipuvad tärkamist edasi lükkama ja mõnikord pikendavad noorloomade tsüklit.
Üksteise leidmiseks ja äratundmiseks kasutavad liigid parvesid – mis on tavaline ühepäevaliblikate, kahetiivaliste ja vesikärbeste puhul –, paaritumisterritooriumide kaitsmist (tähelepanuväärne kiilide puhul) ja substraadi kaudu edastatavaid vibratsioonisignaale (klassikaline kivikärbeste puhul), lisaks visuaalsetele signaalidele ja feromoonidele. Need signaalid vähendavad liikidevahelist sobimatut paaritumist ja hõlbustavad edukat paaritumist.
Sugudevaheline konkurents on viinud paaritumisvalvamise käitumiseni; näiteks kiilidel ja nõiapäistel püsib isane emasega koos kuni munade munemiseni (kontaktvalvamine) või saadab teda tihedalt (mittekontaktne). Mõnes rühmas on kirjeldatud struktuure eelmiste spermatosoidide eemaldamiseks või uute kopulatsioonide blokeerimiseks, mis kõik on osa evolutsioonilisest rassist isaduse tagamiseks.
Megaloptera puhul on dokumenteeritud spermatofooride ülekannet ; emane saab neid pärast paaritumist tarbida, pakkudes endale seeläbi ressursse. Munamine võib toimuda veepinnal, pinnale kerkivatel substraatidel või isegi teatud kõrgusel jõekalda taimestikus , võimaldades vastsetel seejärel vette kukkuda.
Jõgedes kompenseerivad noorloomade allavoolu triivi täiskasvanud emaste tagasilennud enne kudemist, säilitades populatsioonid jõesängi soodsates lõikudes.
Ökoloogilised funktsioonid ja väärtus vee kvaliteedile
Koos teiste rühmadega moodustavad veeputukad bentose makroselgrootute tuumiku ja ehitavad keerulisi toiduvõrgustikke: kiskjad (nt. nõgesed, kiilid), kaabitsad ja filtreerivad toiduloomad (päevakiilid, vesikärbsed), detritivoorid ja raipesööjad (mitmesugused kärbsed ja mardikad). Praeguste spetsialistide, tagaveekogude generalistide ja pinnaveeliste poolveeliste elupaikade samaaegne olemasolu tagab energia ja toitainete töötlemise peaaegu igas mageveekogus.
Bioindikaatoritena võimaldavad makroselgrootud bioloogilise kvaliteedi tundlikku ja odavat hindamist. Indeksid, näiteks BMWP (sugukonna tasandil ja kasutades kvalitatiivseid esinemise/puudumise andmeid), määravad hinded orgaanilise reostuse taluvuse põhjal: väga tundlikud perekonnad nagu Perlidae või Oligoneuridae saavad kõrge hinde, samas kui tolerantsed rühmad nagu Tubificidae saavad madala hinde. "Terve" kooslus on äratuntav elupaigale sobivate tundlike ja mõõdukalt tundlike taksonite järjepideva kombinatsiooni järgi .
See lähenemisviis tuvastab muutusi, mida on ühe füüsikalis-keemilise mõõtmisega keeruline tabada, kuna elustik integreerib keskkonnastressi aja jooksul. Lisaks on tuvastamine tavaliselt teostatav luubi ja lihtsate juhendite abil, mistõttu on see ideaalne jõgede, ojade ja märgalade jälgimiseks.
Märkus kärbsepüüdjatele
Imiteerimise võti peitub õige järjekorra ja lava leidmises . Kui näete ülespoole laiali sirutatud tiibu ja kahte või kolme saba, on tegemist tõenäoliselt ühepäevaliblikate; kui putukas ilmub välja oma karbi juures, mõelge vesipritsmetele; kui märkate pinnale ilmuvat vastset, võib see olla koorumise magus punkt . Selle kindlakstegemine, kas arvukalt on nümf, vastne, nukk, vastne, subimago või imago, lihtsustab kärbsemustri valikut ja koos sellega ka eduvõimalusi.
Külmades mägivetes kipuvad ühepäeva- ja kivikärbse-nümfid põhjas edenema, videvikus aga reedab subimagode tants ühepäevaüraskid. Kui kohal on veepurjekad, saavad emased vette naastes muneda ja selle hetke taasloomine ilmuva mustriga on sageli määravaks märgiks.
Selle teekonna lõpuks olete näinud, et vees elavad putukad ei ole lihtsalt "veeputukad", vaid hingamisteede kohanduste , põnevate elutsüklite, kurameerimiskäitumiste ja munade munemise strateegiate mosaiik, millel on tohutu ökoloogiline ja rakenduslik tähtsus: alates jõgede ja järvede tervise näitamisest kuni inspireerivate otsusteni kärbsepüügil. Seltside, perekondade ja eluetappide mõistmine võimaldab meil näha vett uute silmadega ja hinnata mitmekesisust, mis toetab meie magevee ökosüsteeme.