Разновидности полиморфизма
Как правило, в основе изменчивости видов лежит воздействие на насекомое различных внешних факторов, которые вызывают те или иные изменения в фенотипе. В зависимости от природы этого воздействия, выделяют несколько форм полиморфизма:
Онтогенетический полиморфизм
Изменение форм, происходящее в процессе индивидуального развития организма. Так, насекомые с полным превращением на протяжении жизни проходят ряд известных стадий: яйцо, личинка, затем куколка и взрослая особь – имаго . Все эти формы существенно отличаются друг от друга по внешнему виду, строению, способу питания и др.
Половой полиморфизм
У большинства насекомых этот вид изменчивости представляет собой диморфизм, так как пол особей в основном бывает представлен одним из двух вариантов – самка или самец. Однако, например, у пчел все несколько иначе: матка имеет женский пол, трутни – мужской, а рабочие пчелы не могут давать потомство и являются бесполыми (или недоразвитыми самками - в их генетическом наборе только одна х-хромосома, а у самки их должно быть две).
Кастовый полиморфизм
Это понятие может применяться только к общественным насекомым – уже упомянутым пчелам, а также осам, шмелям, муравьям и т.д. Разделение на касты связано с распределением «обязанностей» между особями, живущими большой семьей.
У летающих перепончатокрылых сообщество состоит из матки, которая занимается только откладкой яиц, нескольких трутней, оплодотворяющих матку, и рабочих – основной массы членов колонии, которые отвечают за ее жизнеобеспечение. Некоторые виды, например, термиты, имеют более сложную структуру сообщества. У них семья состоит из правящего короля, правящей царицы, второй, третьей царицы, солдат и рабочих.
Полиморфизм может существовать и в пределах одной касты: так, рабочая каста у муравьев-листорезов объединяет до пяти разновидностей: фуражиры, солдаты, разведчики, строители и няньки.
Фазовый полиморфизм
Этим термином определяется внутривидовое разнообразие, зависящее от жизненной фазы насекомых. Некоторые особи, вступая в фазу миграции, размножения или подготовки к зимней спячке, меняют свой внешний облик.
Перелетная саранча, находясь в одиночной фазе, имеет более светлую окраску, нежели при переходе в стадную. При этом у последней меняется не только цвет, но и обменные процессы (происходит ускорение метаболизма). Кроме того, такие особи отличаются характерными поведенческими реакциями, что выражается постоянным стремлением к перемещению. Фазовая изменчивость саранчи возникает в ответ на изменение плотности популяции: как только она становится более скученной и многочисленной, это является сигналом для миграции и провоцирует проявление фазового полиморфизма.
Сезонный полиморфизм
Его рассматривают как разновидность экологического, который, в свою очередь, появляется от различий в условиях существования. Внешний вид насекомого зависит от сезонности.
Например, в популяции бабочки-пестрокрыльницы поколения, появившиеся весной, отличаются рыжевато-красной окраской крыльев с характерным расположением темных пятен. В то же время, летняя генерация состоит из особей с коричневыми крыльями. Этот феномен обусловлен тем, что в весеннее время, при более низкой температуре, в организме бабочки вырабатывается меньше темного пигмента, отвечающего за окраску крыльев.
Сезонный полиморфизм очень характерен тропическим насекомым: у многочисленных видов из жарких стран существует разделение на поколения теплого и засушливого сезона – от влажности также зависит протекание многих биохимических процессов.
Географический полиморфизм
В основном этот вид изменчивости встречается у видов с широким расселением, особенно если отдельные популяции резко отграничены друг от друга. В этом случае размножение особей происходит только внутри популяций, что ведет к появлению внешних различий между изолированными группами насекомых. Так, у обыкновенного аполлона, обитающего на тихоокеанских островах, могут сильно варьировать количество и расположение пятен на крыльях. Энтомологи уже насчитали порядка шести сотен вариантов таких отличий в пределах одного этого вида.
Индустриальный меланизм
Это явление также представляет собой вид экологического полиморфизма. Индустриальным меланизмом называется изменчивость, обусловленная интенсивным развитием промышленности и ухудшением экологической обстановки.
Вблизи крупных промышленных центров обитает большое количество темноокрашенных форм насекомых (в первую очередь, бабочек). Особи с такой окраской лучше сливаются с местностью и потому эффективнее скрываются от хищников. Типичный пример – березовая пяденица. Всего 50 лет назад крылья бабочек этого вида имели преимущественно светлую окраску, сейчас же они гораздо темнее. В настоящее время различают три основных формы бабочек с разной окраской крыльев. В незагрязненных районах больше светлоокрашенных форм с мелкими пятнами, а там, где деревья лишены лишайников или покрыты копотью, преобладает черный цвет крыльев. Средний вариант представлен крапчатым серым цветом.