Серед чинників, що становлять клімат Землі і окремих її територій, до основних по впливу на живу природу можна віднести випромінювання Сонця, температуру і вологість атмосфери, до другорядних - вплив вітру, іонізації і тиску атмосфери, електричних полів.
Всі процеси в біосфері забезпечуються випромінюванням Сонця, але сонячна енергія розподіляється по поверхні Землі нерівномірно, і, крім того, спостерігаються її сезонні і добові коливання, особливо контрастні в помірних і високих широтах. Визначаючи температуру повітря і різних субстратів, сонячна радіація призводить до змін вологості і атмосферного тиску. Прояви майже всіх кліматичних факторів залежать від інсоляції і, в свою чергу, змінюють інтенсивність потоку сонячних променів над поверхнею грунту. Дія світла на комах проявляється, по-перше, через фотосинтез, в процесі якого створюється органічна речовина, по-друге, через зміни інших екологічних факторів. Однак прикладів безпосереднього впливу світла на життєдіяльність комах порівняно мало. Так, личинки бабки Aeschna umbrosa L. в темряві знижують темпи метаболізму і через деякий час гинуть, а гусениці Antheraea pernyi G.-М. реагують на зміну світлового режиму змінами в активності деяких ферментів. Значення світлового фактора для видів, активних тільки в нічний час, і мешканців печер обмежена. Тим часом яскравий для ока людини світло може бути тьмяним для комах, але постійне яскраве освітлення позначається на їх життєздатності, особливо на тривалості життя імаго. Найбільш численні приклади впливу світла на поведінку і розвиток комах. Комахи можуть існувати більш-менш тривалий час і в повній темряві. Однак світло лежить в основі зорового сприйняття і різних біологічних ритмів: добових (циркадних), сезонних і місячних. Інтенсивний ультрафіолетове світло згубний для комах.
Температура - первинний періодичний фактор, що діє на живий організм безпосередньо і через зміни інших факторів середовища. Властивості поверхні об'єкту - його колір, структура, площа - визначають інтенсивність поглинання і випромінювання тепла, а маса об'єктів - їх теплоємність. При зменшенні розмірів об'єкта його теплоємність змінюється швидше, ніж здатність до сприйняття і передачі тепла. Таким чином, при дефіциті тепла в суворих умовах високих широт більші організми мають деякі переваги в порівнянні з дрібними. У зв'язку з тим що комахи дуже малі, вони швидше, ніж інші тварини, зігріваються сонячними променями, але швидше і остигають в тіні. Не маючи постійної температури тіла, вони в значно більшій мірі залежать від стану середовища, і випромінювання тепла для них істотніше, ніж температура повітря. Діапазон температур, в якому можливі прояви активної життєдіяльності комах, варіює у різних видів. На графіку, наведеному на малюнку 180, видно, що цей діапазон обмежений 15 і 38 ° С, і за його межами інтенсивність життєвих процесів закономірно сніжается.Температурний оптимум, в зоні якого загальні прояви життєдіяльності найбільш ефективні при найменших витратах енергії, зміщений до підвищених температур . Субоптимальних і супероптімальние температурні зони допускають нормальну активність комах, але при подальшій зміні температури настає холодовий або теплове заціпеніння, що веде до загибелі. При тепловому заціпенінні, який став постійним, повернення до активної життєдіяльності вже неможливий, але задубіння від холоду змінюється переохолодженням до критичної точки, коли звільняється прихована теплота плавлення і тіло комахи розігрівається майже до 0 ° С. Деякі комахи здатні переносити дуже тривалі і глибокі зниження температури в стані анабіозу. Наприклад, гусениці кукурудзяного метелика (Ostrinia nubilalis L.) оживали після охолодження до -190 ° С. При поясненні цього явища і при розрахунку критичної точки переохолодження слід враховувати, що соки тіла комахи служать антифризами і замерзають при температурах нижчих, ніж вода. У прикладних дослідженнях часто доводиться стикатися з необхідністю встановлення меж витривалості і температур, яким надають перевагу комахами. Дорослі особини непарного шовкопряда (Ocneria disparL.), Наприклад, гинуть при півгодинному охолодженні до -4 ° С. Імаго сарани Melanoplus mexicanus L. гинуть при -8 ° С через дві доби, а зимуючі гусениці златогузки: Nygmia phaeorrhoea L. здатні витримувати охолодження до -14 ° С протягом 158 днів. При підвищенні температури до 45-48 ° С багато комах гинуть, але личинки деяких жуків-златок і німфи пустельної сарани зберігають активність при 52 ° С, а личинки мух-береговушек активні навіть при 65 ° С. Температури, звичайні для багатьох видів комах, дуже далекі від цих крайніх значень. Здатність комах до перенесення підвищених або знижених температур варіює залежно від фізіологічного стану, попереднього досвіду і умов існування індивідів. При виявленні бажаних температур (термопреферендума) зазвичай використовують прилади, що підтримують градієнт тепла або дають можливість вибору однієї з двох експериментальних камер, в різному ступені нагрітих. У цих умовах кімнатна муха (Musca domestica L.) зазвичай віддає перевагу температурі 42 ° С, воша Pediculus humanis L. - від 24 до 32 ° С, але значення термопреферендума можуть змінюватися в залежності від супутніх обставин. Наприклад, мурахи Formica rufa L. містилися раніше при 3-5 ° С, обирали температуру від 23 до 29 ° С, а що містилися при 27- 29 ° C - температуру від 32 до 52 ° С. Для пустельної сарани (Schistocerca gregaria Forsk.) Виявлено наступний хід змін тер-мопреферендума, ° С: німфа I віку - 30,1, II віку - 28,8, III віку - 31,6, IV віку - 37,1, німфа V віку - 36,7, молоді імаго - 39,3, статевозрілі особини - 29,4. У нічний час багато комах обирають більш низькі температури, ніж днем. Залежно від термопреферендума, що виражає біологічні вимоги виду, і від діапазону переносите температур комахи поділяються на стенотермним і еврітермних. Перші виносять лише обмежені коливання теплового режиму, другі здатні переносити зміни фактора в більш широких межах. Паразити теплокровних тварин, як і багато представників фауни тропіків, як правило, стенотермні і теплолюбні. Серед стенотермним холодолюбивих видів фауни снігів Гімалаїв виділяються групи ногохвосток і двокрилих, активних в діапазоні температур від 0 до 10 ° С, від 0 до 5 ° С і нарешті активних тільки в сонячний годинник дня при температурах від 5 до 10 ° С. Представники двох перших груп настільки чутливі до підвищення температури, що гинуть через кілька хвилин від тепла руки людини. Приклади еврітермних видів: зелена падальной муха (Lucilia serricata Mg.), Метелик-кропив'янка (Aglais urticae L.), панцирні кліщі (Oribatei), що мешкають на голих скелях внутрішньоконтинентальних районів і переносять коливання від 60 днем до 0 ° С вночі. Комахою властива і власна терморегуляція. Про це свідчить, наприклад, те, що мертві жучки-чернотелки в пустелі нагріваються на 2-9 "С сильніше, ніж живі. У чорного таргана (Blatta orientalis L.) завдяки випаровуванню з поверхні тіла або посиленому споживанню кисню температура або злегка підвищується, або знижується, але тільки, якщо температура середовища виходить за межі 13-25 ° С. Медоносні бджоли в жарку погоду провітрюють вулик, але при температурі нижче 13 ° С починають посилено рухатися і скупчуються. при цьому особини, остигаючі на периферії скупчення, переповзають в його центр, витес няя розігрівшись. В результаті температура повітря у вулику підвищується до 30 "С. Велике значення для терморегуляції має вібрація крил джмелів і боржників, які здатні злітати лише при температурі крилових м'язів не нижче 34,5 ° С. Багато видів комах підвищують свою температуру, виходячи що на освітлені сонцем місця. Для оцінки впливів температури на хід розвитку комах зазвичай користуються критерієм суми ефективних температур, відлік яких ведуть від заздалегідь обчислених значень нижнього порога розвитку. Наприклад, муха-дрозофіла (Drosophila melanogaster Mg.) Розвивається при температурі не нижче 13,5 ° С - порогової для даного виду. Відповідні значення температурного порога для яблуневої попелиці
де t - середньодобова температура повітря;
t0 - значення нижнього порогу розвитку;
n-число днів, необхідних для розвитку.
Наприклад, Drosophila melanogaster Mg. (Fy = 13,5 ° C) при 26 ° C розвивається 20 днів, а при 19,5 ° C - 41,7 дня. Таким чином, і в першому випадку, коли S = (26 - 13,5) 20 = 250, і в другому - S = (19,5- 13,5) 41,7 = 250,2 сума ефективних температур однакова (теплова константа) і може бути використана для прогнозу термінів розвитку, так як n = S / (t - t0).
Для яблуневої попелиці сума ефективних температур (* S), ° C - 114, кімнатної мухи - 230, довгоносика комори -360, капустяної молі - 380, шведської мухи - 400, озимої совки - 1000, для рудого таргана - 1900. Знаючи, наприклад , що в Ленінградській області сума ефективних температур понад порога розвитку капустяної молі 9 ° С становить приблизно 740 ° С, можна очікувати появи тут не менше двох поколінь шкідника. В Омській області (5 = 1150 ° С) можливий розвиток трьох поколінь цього шкідника, в Краснодарському краї (S = 2300 ° С) - вже 5-6 поколінь. Такі розрахунки застосуй-тельно лише до тих видів, число поколінь яких варіює залежно від умов існування і не закріплено генетично, як, наприклад, у шовковичного шовкопряда Bombyx mori L.
Нерідко реєстрація сум ефективних температур дозволяє прогнозувати терміни появи шкодять фаз і планувати захисні заходи. Зокрема, інсектициди проти колорадського жука на картоплі доцільно застосовувати при S-150 ° С (при / о = 12 ° С), оскільки до цього часу починається масова поява шкідника.
Розрахунки сум ефективних температур мають орієнтовне значення; їх слід коригувати з урахуванням даних безпосередніх спостережень за станом популяцій шкідників. Крім того, терміни розвитку шкідників залежать не тільки від накопиченого тепла, але і від коливань температури, які зазвичай сприяють їх скорочення. При знижених температурах тривалість життя окремих особин значно зростає. Так, якщо при 30 ° С мухи Drosophila melanogaster Mg. існують в середньому 21 день, то при 15 ° С - не менше 130 днів.
Схильна до впливу кліматичних факторів і плодючість комах: вона максимальна при оптимальних умовах, але довічна плідність самок залежить від термінів їх існування. Нерідко скорочення числа яєць, що відкладаються самкою щодня при знижених температурах, компенсується тривалістю періоду їх відкладання, і в кінцевому рахунку максимально плідними виявляються найбільш довговічні, а не найбільш активні особини. Найбільше яєць в одиницю часу самки шведської мухи відкладають при температурі 18-39 ° С, муха-мероміза (Meготуza saltatrix L.) - при 20-30, а лучний метелик Loxostege sticticalis L. - при 25 ° С.
При сильному вітрі комахи, які не встигли сховатися в притулках, розносяться на далекі відстані. Опинившись в незвичних для себе умовах, вони гинуть або пристосовуються до цих умов, причому евритопних види, що відрізняються підвищеною екологічною валентністю, мають більше шансів на виживання, ніж стенотопние види. Нечасто умови на новій батьківщині сприятливі для мігрантів, і комахи зазвичай уникають поривів вітру. Все ж деякі з них, володіючи своєрідними вітрилами - пухнастими щетинками і виростами тіла, пристосовані до пасивного розселення струмами повітря.
При різкому падінні атмосферного тиску, що зазвичай віщує бурю, комахи особливо активні. У цьому неважко переконатися, спостерігаючи за мурашником. Пізніше, припиняючи переміщення і знижуючи активність, вони перечікують ураган, але залишаються схильними до непрямим впливам вітру, змінює температуру і сприяє випаровуванню вологи. Знижений атмосферний тиск стимулює окрилення деяких видів метеликів і веснянок. Крім того, комахи при міграціях як би слідують за зниженням тиску, прямуючи в ті райони, де значення його нижче. Вони також сприйнятливі до іонізації атмосфери до і після грози, під час лісових пожеж і електричних розрядів блискавок.
Позитивні іони, як правило, стимулюють активність комах, до негативних вони байдужі, але в лабораторних експериментах попелиці Acyrthosiphon pisi Kalt. реагували на них гальмуванням линьки. На багатьох комах впливає зміна спрямованості електричного поля, ймовірно, у зв'язку з накопиченням електростатичних зарядів на тілі. Під час геомагнітних бур активність багатьох комах підвищується, а дрозофіли реагують навіть на слабке електричне поле (до 200 В / м) і його зміни, наприклад, при проходженні над ними хмар.