دليلك الكامل لفهم أنواع التحول في الحشرات_ شرح تفصيلي شامل
شرح انواع التحول في الحشرات واحد من أهم الموضوعات التي يجب على كل العاملين في مجال مكافحة آفات الصحة العامة أو الآفات الزراعية سواء عمال أو فنيين أو مشرفين ومتخصصين معرفتها.
وذلك لضمان تطبيق الإدارة المتكاملة للآفات بطريقة صحيحة وفعالة، وكذلك تجنبا للضرر والتأثير السلبي الذي قد يحدث للإنسان أو الحيوان أو البيئة جراء تلك السموم من المبيدات، دعونا نتطرق إلى شرح انواع التحول في الحشرات بشكل جذري..
شرح انواع التحول في الحشرات
تقسيم الحشرات حسب نوع التحول
تنقسم الحشرات بالنسبة إلى طريقة تحولها من مرحلة البيضة إلي مرحلة الحشرة البالغة إلي عدة أنواع وهي كما يلي:
1- حشرات عديمة أو بسيطة التحول A metabola or simple metamorphosis
وفيه تخرج الحشرة من البيضة مشابهة لأبويها فيما عدا:
- عدم اكتمال نمو الأجهزة التناسلية داخليًا وخارجيًا.
- بعض الصفات الشكلية مثل (الشعيرات – الحجم – عدد عقل قرون الاستشعار – والقرون الشرجية).
- مثال: جميع الحشرات عديمة الأجنحة مثل (السمك الفضي).
2- حشرات ناقصة التحول Hemimetabola or incomplete metamorphosis
- وفيه تخرج الحشرة مشابهة لأبويها فيما عدا: الأجنحة وأعضاء التناسل الخارجية والداخلية موجودة على حالة غير تامة النمو.
- وتسمى الحشرة في هذه الحالة بالحورية Nymph وبعد عدة انسلاخات تصل هذه الحورية إلى طور الحشرة البالغة.
- أي أن التحول هنا (بيضة ثم حورية ثم حشرة كاملة).
وينقسم هذا النوع الى قسمين كما يلي:
1- تحول ناقص تدريجي Paurometabola:
Gradual metamorphosis
- يتدرج شكل الحورية إلى شكل الحشرة الكاملة على خطوات تدريجية.
- تعيش الحورية في نفس البيئة التي تعيش فيها الحشرة الكاملة، وتتغذى من نفس غذائها.
- مثال: الجراد، الصراصير، بق الفراش.
2- تحول ناقص غير تدريجي Archimetabola:
- الانتقال من طور الحورية إلى طور الحشرة الكاملة يحدث فجأة.
- تعيش الحورية في وسط يغاير الوسط الذي تعيش فيه الحشرة الكاملة.
- مثل: الرعاشات حيث تعيش الحورية في الماء وهي مزودة بخياشيم، بينما يعيش الطور الكامل في الهواء.
3- حشرات كاملة التحول Holometabola or complete metamorphosis
- في هذا النوع من التحول فإن الحشرة تفقس البيضة ويخرج منها يرقة Larva ثم عذراء Pupa ثم حشرة كاملة حيث إن:
- اليرقة: طور متحرك ومتغذي ينمو وينسلخ.
- العذراء: طور ساكن لا يتحرك ولا يتغذى وضعيف ويحدث داخلة تغيرات شكلية وفسيولوجية حتى يتحول الى طور الحشرة الكاملة.
- مثل: دودة ورق القطن.
شرح انواع التحول في الحشرات بالتفصيل
- في التحول الكامل تمر الحشرة بأربعة مراحل وهي:
- بيضة.
- يرقة.
- عذراء.
- حشرة كاملة.
- وتبدأ هذه المراحل مع خروج الحشرة من البيضة، عندما يفقس البيض ويتحول إلى يرقة صغيرة، أو كما يطلق عليها مجازاً (دودة)، والتي تختلف تماماً في الشكل وطريقة المعيشة والتغذية عن الحشرة الكاملة.
وهذا الاختلاف يكون كبيرا لدرجة تجعل غير المتخصص قد لا يصدق أن هذه اليرقة الصغيرة أو قل (الدودة)، سوف تتحول إلى حشرة كاملة لها أجنحة وأرجل.
- أثناء تحول اليرقة إلى حشرة كاملة تمر بطور كامن لا تتغذى خلاله وهو ما يعرف بطور العذراء.
- تختلف أشكال اليرقات والعذارى من نوع إلى آخر تبعا لعوامل عديدة منها:
- طريقة الحصول على الغذاء ونوعه.
- وكذلك طبيعة المكان الذي تعيش فيه.
- والاختلاف في طريقة ونوع الغذاء ما بين أطوار الحشرة المختلفة، حيت تتمكن الحشرة من العيش في بيئات مختلفة تتغير فيها صور الغذاء الذي تتغذى عليه.
وذلك يميز الحشرات عن كثير من الحيوانات التي لا تتغذى إلا على نوع واحد من الغذاء قد يفنى في وقت قصير.
ماهي أهمية المعرفة بأنواع التحول في الحشرات؟
أي شخص يتعامل مع المبيدات أو يعمل في مجال مكافحة الآفات سواء الآفات الزراعية أو آفات الصحة العامة سواء عاملا أو مشرفًا أو متخصصَا يجب أن يكون علي دراية بمراحل تحول الحشرات لكي يحدد نوع المبيد .
وليعرف أي طور يحتاج للمكافحة للقضاء علي الآفة وتحقيق الفائدة من برنامج المكافحة المتكاملة ، كما يمَكّنه التصرف بطريقة صحيحة عند حدوث إصابة بالمبيدات سواء للإنسان أو الحيوانات.
فالعمل بعشوائية أو بعدم معرفة وتدريب سيؤدي لا محالة لكوارث لا يحمد عقباها.
نظرة تاريخية عن مفهوم التطور في الحشرات
بدايات البحث في تحول الحشرات
- في ثلاثينيات القرن التاسع عشر، قُبض على عالم طبيعي ألماني يُدعى رينوس في سان فرناندو، تشيلي بتهمة الهرطقة؛ بسبب ادعائه أنه يمكنه تحويل اليرقات إلى فراشات.
- بعد بضع سنوات، روى رينوس قصته لتشارلز داروين، الذي سجلها في رحلة البيجل، قد يبدو سجن شخص ما لتأكيده على أنه على معرفة بموضوع علمي معين عامة أمرًا متطرفًا.
- لكن رحلة التحول العملية التي من خلالها تقوم بعض الحيوانات بتحويل أجسادها فجأة بعد الولادة ألهمت منذ فترة طويلة سوء الفهم والتصوف.
- لقد عرف الناس منذ عصر مصر القديمة على الأقل أن الديدان واليرقات تتطور إلى حشرات بالغة، لكن تطور تحول الحشرات يظل لغزًا بيولوجيًا حقيقيًا حتى اليوم.
- اقترح بعض العلماء حكايات غريبة المنشأ، مثل فكرة دونالد ويليامسون أن تحول الفراشة نتج عن تزاوج قديم وعرضي بين نوعين مختلفين أحدهما يتلوى على الأرض والآخر يطير في الهواء.
- التحول هو عملية غريبة حقًا، لكن تفسير تطورها لا يتطلب مثل هذه النظريات التي لا أساس لها.
- من خلال الجمع بين الأدلة من السجل الأحفوري والدراسات التي تم إجراؤها حول تشريح الحشرات وتطورها، أنشأ علماء الأحياء سردًا منطقيًا حول أصل تحول الحشرات، والذي يواصلون مراجعته مع ظهور معلومات جديدة، وهو كالتالي:
- الحشرات الأولى في تاريخ الأرض لم تتحول وإنما فقسوا من البيض، مثل البالغين المصغرين. قبل ما بين 280 مليون و 300 مليون سنة.
- بدأت بعض الحشرات تنضج بشكل مختلف قليلاً.
- فقست في أشكال لا تشبه أو تتصرف مثل نسختها البالغة.
- أثبت هذا التحول أنه مفيد بشكل ملحوظ؛ حيث لم تعد الحشرات الصغيرة والكبيرة تتنافس على نفس الموارد.
- كان التحول ناجحًا للغاية لدرجة أن ما يصل إلى 65 في المائة من جميع أنواع الحيوانات على الكوكب اليوم، هي حشرات متحولة.
تطور نظريات مراحل التحول في الحشرات
- في عام 1651، نشر الطبيب الإنجليزي ويليام هارفي كتابًا اقترح فيه أن:
“اليرقات وغيرها من يرقات الحشرات كانت أجنة تعيش بحرية نتجت عن “بيض غير كامل” فقير بالمغذيات قبل أن تنضج”.
- جادل هارفي كذلك بأن الشرنقة أو الشرنقة التي دخلت إليها اليرقة خلال مرحلة العذراء كانت بيضة ثانية ولد فيها الجنين الذي فقس قبل الأوان مرة أخرى.
- لقد فكر في فكرة أن اليرقة كانت مخلوقًا واحدًا وأن الفراشة كانت وحشًا مختلفًا تمامًا، لكنه أساء تفسير أغلب ما كان يلاحظه.
شرح العالم سوامردام لنظريات التحول
- في عام 1669 عالم الأحياء الهولندي يان سوامردام رفض فكرة هارفي عن الخادرة (العذراء) كبيضة والفراشة كحيوان مختلف عن اليرقة.
- وبدوره قام سوامردام بتشريح جميع أنواع الحشرات تحت المجهر، مؤكدًا أن اليرقة والعذارى والحشرة البالغة كانت مراحل في تطور فرد واحد، وليست كائنات مميزة.
- أظهر أنه يمكن للمرء أن يجد أجزاء جسم فراشة غير ناضجة وفراشة داخل يرقة، حتى قبل أن تغزل شرنقة أو تشكل شرنقة.
- قام سوامردام في بعض العروض التوضيحية بتقشير جلد ديدان القز (المرحلة اليرقية لعثة الحرير المستأنسة (Bombyx mori)) للكشف عن الأجنحة البدائية بداخلها.
- أدرك “سوامردام” أن ليس كل الحشرات تتحول بنفس الطريقة، فاقترح أربعة أنواع من التحول، والتي قام علماء الأحياء فيما بعد بدمجها في ثلاث فئات، كالتالي:
- تحول ضئيل أو معدوم:
ويكون في الحشرات غير المجنحة أميتابولوس، مثل السمكة الفضية وbristletails، عندما تفقس من البيض، فإنها تبدو بالفعل مثل البالغين، وإن كانت صغيرة الحجم، وتنمو ببساطة أكبر بمرور الوقت من خلال سلسلة من الانسلاخ التي تتخلص من هياكلها الخارجية.
- تحول غير كامل Hemimetaboly:
في الحشرات مثل الصراصير والجنادب واليعسوب التي تفقس كحوريات وهي نسخ مصغرة من أشكالها البالغة التي تطور أجنحة وأعضاء تناسلية وظيفية تدريجيًا أثناء ذوبانها وتنموها.
- التحول الكامل Holometaboly:
في الحشرات مثل الخنافس والذباب والفراشات والعث والنحل، التي تفقس على شكل يرقات تشبه الديدان تدخل في النهاية مرحلة العذراء الهادئة قبل أن تظهر كبالغين لا تشبه اليرقات.
أما اليوم
- فيعرف علماء الأحياء أن هذه الهياكل البالغة تنشأ من مجموعات من الخلايا تسمى الأقراص التخيلية، والتي تتكون أولاً عندما يتطور جنين حشرة في بيضتها.
- في بعض الأنواع، تظل الأقراص التخيلية ساكنة إلى حد كبير حتى مرحلة العذراء، والتي تتكاثر خلالها بسرعة وتنمو إلى أرجل وأجنحة وعينين بالغين، باستخدام خلايا اليرقات المذابة كوقود ولبنات بناء.
- في الأنواع الأخرى، تبدأ الأقراص التخيلية في اتخاذ شكل أجزاء الجسم البالغة قبل أن تصبح خادرة الحشرات.
حقائق عن الحشرات
- قد تمثل الحشرات ما بين 80% و 90% من جميع أنواع الحيوانات، مما يعني45% إلى 60% من جميع أنواع الحيوانات على الكوكب هي حشرات تخضع لتحول كامل وفقًا لأحد التقديرات.
- تطورت أقدم الحشرات المتحجرة إلى حد كبير مثل الحشرات الحديثة التي تتغذى على الأنسجة النصفية والتي بدا صغارها مثل البالغين.
- ومع ذلك، فإن الأحافير التي يعود تاريخها إلى 280 مليون سنة، تسجل ظهور عملية تنموية مختلفة، في هذا الوقت تقريبًا.
- بدأت بعض الحشرات تفقس من بيضها ليست كبالغات صغيرة الحجم، ولكن كمخلوقات شبيهة بالديدان ذات أجسام ممتلئة والعديد من الأرجل الصغيرة، وعلى سبيل المثال:
- في إلينوي، اكتشف علماء الحفريات حشرة صغيرة والتي تبدو وكأنها مرحلة انتقالية أو عبور بين اليرقة والصراصير البالغة، مع شعر طويل يكسو جسمه.
- عاشت هذه الحشرة في بيئة استوائية ومن المحتمل أنها فتشت وظهرت من خلال أوراق الشجر للحصول على الطعام.
- علماء الأحياء لم يحددوا نهائيا كيف أو لماذا بدأت بعض الحشرات تفقس في شكل يرقات.
وجهة نظر ترومان وريدي فورد
- بينما لين Riddiford و جيمس ترومان، من جامعة واشنطن في سياتل، أشاروا إلى أن:
الحشرات التي تنضج من خلال تحول غير كامل تمر بمرحلة قصيرة من الحياة قبل أن تصبح حوريات (وهي المرحلة المؤيدة للحوريات (Pro nymph)) حيث تبدو الحشرات وتتصرف بشكل مختلف عن أشكالها الحورية الحقيقية.
تنتقل بعض الحشرات من الحوريات المؤيدة للحوريات وهي لا تزال في البيضة؛ تبقى الحوريات الأخرى مؤيدة للحوريات في أي مكان من مجرد دقائق إلى بضعة أيام بعد الفقس.
- ربما تطورت هذه المرحلة المؤيدة للحورية، كما يقترح Riddiford و Truman، إلى المرحلة اليرقية من التحول الكامل.
- ربما قبل 280 مليون سنة، من خلال طفرة صدفة، فشلت بعض الحوريات المحترفات في امتصاص كل صفار بيضها، تاركين موردًا ثمينًا غير مستخدم.
- وكنوع من التأقلم، اكتسبت بعض الحوريات موهبة جديدة وهي القدرة على التغذية بنشاط، لامتصاص الصفار الزائد، بينما لا يزالون داخل البيضة.
- إذا ظهرت مثل هذه الحوريات من بيضها قبل أن تصل إلى مرحلة الحورية، لكان بإمكانها الاستمرار في إطعام نفسها في العالم الخارجي.
- على مر الأجيال، قد تكون هذه الحشرات الصغيرة قد بقيت في مرحلة مطولة للحوريات لفترات أطول وأطول من الوقت.
- يزداد دودة طوال الوقت ويتخصص في الوجبات الغذائية التي تختلف عن تلك الخاصة بأنفسهم البالغة_ يأكلون الفاكهة والأوراق بدلاً من الرحيق أو الحشرات الأخرى الأصغر.
- في نهاية المطاف، أصبحت هذه الحوريات المؤيدة لما قبل البلوغ يرقات كاملة تشبه اليرقات الحديثة.
- بهذه الطريقة، فإن المرحلة اليرقية من التحول الكامل تتوافق مع المرحلة المؤيدة للحوريات من التحول غير الكامل.
- نشأت مرحلة العذراء في وقت لاحق كنوع من الطور الحوري المكثف الذي يقذف اليرقات المتعرجة إلى أشكالها البالغة المجنحة النشطة جنسيًا.
- تدعم بعض الأدلة التشريحية والهرمونية والجينية هذا السيناريو التطوري.
أما تشريحيًا
- فمن الناحية التشريحية، تمتلك الحوريات المؤيدة قدرًا لا بأس به من القواسم المشتركة مع يرقات الحشرات التي تخضع لتحول كامل مثل:
- كلاهما له أجسام ناعمة.
- يفتقران إلى الدروع المتقشرة.
- يمتلكان أجهزة عصبية غير ناضجة.
- الجين A هو ضروري للمرحلة العذراء التحول الكامل، إذا قمت بإلغاء هذا الجين، فإن اليرقة لا تشكل خادرة أبدًا وتفشل في أن تصبح فراشة.
- نفس الجين مهم للانسلاخ خلال المرحلة الحورية من التحول غير الكامل، مما يؤكد تكافؤ الحورية والخادرة.
- وبالمثل، تحتوي كل من الحوريات واليرقات على مستويات عالية من هرمون الأحداث، والذي من المعروف أنه يثبط تطور سمات البالغين.
- في الحشرات التي خضعت لتحول غير كامل، تنخفض مستويات هرمون الأحداث قبل أن ينسحب المؤيد للحورية في الحورية؛ ومع ذلك، في حالة التحول الكامل، يستمر هرمون الأحداث في إغراق جسم اليرقة حتى قبل أن تصبح خادرة.
- من المحتمل أن يكون تطور التحول غير الكامل إلى تحول كامل قد تضمن تعديلًا جينيًا أغرق الجنين في هرمون الأحداث في وقت أقرب من المعتاد وأبقى مستويات الهرمون مرتفعة لفترة طويلة بشكل غير عادي.
وختامـــا
على الرغم من تطور التحول، فإن الأعداد الهائلة من الحشرات المتحولة على الكوكب تعلن عن نجاحها كاستراتيجية تكاثر، الميزة الأساسية للتحول الكامل هي القضاء على المنافسة بين الصغار والكبار.
تحتل الحشرات اليرقية والحشرات البالغة أماكن بيئية مختلفة تمامًا. بينما تنشغل اليرقات في التهام نفسها على الأوراق، غير مهتمة تمامًا بالتكاثر، ترفرف الفراشات من زهرة إلى زهرة بحثًا عن الرحيق والأصحاب.
نظرًا لأن اليرقات والكبار لا يتنافسون مع بعضهم البعض على المساحة أو الموارد، يمكن أن يتعايش الكثير من كل منها بالنسبة إلى الأنواع التي يعيش فيها الصغار والكبار في نفس الأماكن ويأكلون نفس الأشياء.
في نهاية شرح انواع التحول في الحشرات، الدافع للعديد من التحولات المذهلة في الحياة يفسر أيضًا تحول الحشرات: وهو دافع البقاء.