Но схема системы органов насекомых. Сколько отделов тела у насекомых: внешнее строение
Первые научные описания внешнего строения насекомых, представленные в энтомологических трудах, датированы ХVI веком. Характеристика гистологической структуры учеными-энтомологами была дана лишь тремя веками позже. Практически у каждого представителя класса Насекомых есть свои характерные особенности строения, позволяющие классифицировать различные виды по типу конечностей, антенн, крыльев и ротового аппарата.
Общее строение тела насекомых (со схемой и картинками)
Тело насекомых состоит из члеников - сегментов, разнообразных по форме и несущих различные наружные придатки и органы. В строение тела насекомых входит три отдела: голова, грудь и брюшко. Голова включает в себя основные органы чувств и ротовой аппарат. Насекомые имеют на голове пару удлиненных членистых антенн (усиков) - органов осязания и обоняния - и пару сложных фасеточных глаз - основных зрительных органов. Кроме того, многие насекомые имеют от 1 до 3 мелких простых глазков - вспомогательных светочувствительных органов. Ротовой аппарат насекомых формируется на основе 3 пар челюстей - видоизмененных конечностей сегментов головы, третья пара челюстей сросшаяся. Грудь состоит из 3 крупных сегментов: переднегрудь, среднегрудь, заднегрудь - м несет локомоторные органы. На каждом сегменте находится по одной паре членистых ног: передние, средние, задние. У большинства насекомых развито 2 пары крыльев: передние„ расположенные на среднегруди, и задние, находящиеся на заднегруди. У ряда насекомых одна или обе пары крыльев могут быть недоразвиты вплоть до полной их утраты. Брюшко, состоящее из многочисленных равномерных сегментов, содержит большую часть внутренних органов.
Обратите внимание на картинку – в строении брюшка насекомых 11 сегментов, однако у большинства насекомых сохраняется от 5 до 10 сегментов:
В 8-9-м сегментах, соответственно их полному составу, расположен половой аппарат. V самок некоторых насекомых (прямокрылые, перепончатокрылые) на нижней стороне этих сегментов развит специальный орган для откладки яиц-яйцеклад. Некоторые насекомые (поденки, тараканы, прямокрылые, уховертки) имеют на последнем сегменте брюшка пару церков - придатков различной формы и назначения.
Посмотрите подробную схему строения насекомых, где указаны все основные отделы:
Строение головы насекомых
Голова - наиболее компактный отдел тела насекомых. Вошедшие в строение головы насекомых сегменты сливаются без различимых границ. Их покровы формирунот плотную монолитную головную капсулу. На голове выделяются различные части, нередко разделенные швами. Нижний передний участок головы называется наличник, за ним следует передняя часть - лоб, далее верхняя часть голо.вы - темя, разделенное продольным швом на две половины. Участок позади темени - затылок - располагается над затылочным отверстием. Боковые части головы, находящиеся ниже и позади фасеточных глаз, называются соответственно щеки и виски.
Основные виды пар усиков у насекомых
Основные осязательные и обонятельные; органы насекомых - парные членистые антенны (или усики) подвижно прикреплены обычно на лбу, между глазами, в специальных сочленовных ямках, затянутых мембраной. Длина и форма антенн у насекомых чрезвычайно разнообразна и нередко служит наглядным признаком для определения семейств, родов, видов насекомых. Количество члеников в антеннах варьирует у разных насекомых от трех до сотни и более. В общем строении усиков насекомых выделяют три отдела: рукоятку - первый членик, ножку - второй членик и жгутик - совокупность остальных члеников. Только рукоятка и ножка снабжены собственной мускулатурой и активно подвижны. Внутри ножки находится скопление особых чувствительных клеток - джонстонов орган, воспринимающий вибрации окружающей среды, у некоторых насекомых также звуковые колебания.
У насекомых выделяют многочисленные типы антенн. Щетинковидные антенны - тонкие, сужающиеся к вершине (тараканы, кузнечики), и нитевидные антенны - тонкие, равномерные по всей длине (жуки жужелицы, саранчовые), называются также простыми ввиду типичности формы. Четковидный тип усиков насекомых отличается выпуклыми, округлыми с боков члениками (жуки чернотелки). Членики пиловидных антенн имеют острые углы, придающие зазубренную форму (жуки-щелкуны и усачи). Удлиненные отростки имеют членики гребневидных антенн (некоторые виды щелкунов и ночных бабочек). Вид усиков насекомых с утолщенной за счет расширенных последних члеников вершиной называют булавовидным (дневные бабочки). Антенны с крупной, резко выраженной булавой - головчатыми (жуки-могильщики и короеды). Усики насекомых с булавой, состоящей из широких пластинчатых члеников, - пластинчатобулавые (жуки-хрущи и навозники). Веретеновидные антенны расширяются к середине, на вершине суженные и заостренные (бабочки бражники). Коленчатые антенны согнуты в сочленении рукоятки с остальной частью (осы, муравьи). Коленчатые пары усиков насекомых, оканчивающиеся булавой или гребнем, называют соответственно коленчато-булавые (жуки-долгоносики) и коленчато-гребенчатые (жуки-олени). Членики перистых антенн снабжены густо расположенными тонкими чувствительными волосками (ночные бабочки, некоторые комары). Щетинконосные антенны всегда короткие, 3-члениковые, от последнего членика отходит чувствительная щетинка (мухи). Антенны с асимметричными, разной формы члениками называют неправильными (жуки-нарывники).
Виды ротовых аппаратов насекомых
У насекомых в связи с разнообразием типов питания и способов добывания пищи сформировались самые различные ротовые аппараты. Типы ротовых аппаратов насекомых служат крупными систематическими признаками на уровне отрядов. Их изучение следует начать с первичного и наиболее распространенного - грызущего аппарата.
Грызущий ротовой аппарат имеют такие насекомые, как стрекозы, прямокрылые, жесткокрылые, сетчатокрылые, большинство перепончатокрылых и многие более мелкие отряды. Он предназначен для питания преимущественно плотной пищей: растительной, животной или органическими остатками. Аппарат состоит из верхней губы, верхних челюстей, нижних челюстей и нижней губы. Верхняя губа - специализированная кожная складка прямоугольной или овальной формы. Прикрывая спереди другие ротовые придатки, верхняя губа служит осязательным и вкусовым органом. Верхние челюсти монолитны, нечленисты, сильно хитинизированы. На внутреннем крае развиты зубцы. С их помощью насекомые захватывают, отгрызают и начинают пережевывать пищу. Нижние челюсти сохраняют членистость и состоят из основного членика, прикрепленного к головной капсуле, и отходящего от него стволика; на вершине стволика расположены наружная и внутренняя жевательные лопасти, последняя снабжена зубцами. Несколько сбоку от стволика отходит 4-5-члениковый нижнечелюстной чувствительный щупик. Третья пара челюстей у насекомых срастается, образуя нижнюю губу. Строение губы ротового аппарата насекомых подобно нижним челюстям.
Основная часть разделена поперечным швом на заднеподбородок и раздвоенный на вершине предподбородок. Каждая половина предподбородка несет пару небольших жевательных лопастей: внутренние - язычки и наружные - придаточные язычки, а также 3-4-члениковые нижнегубные чувствительные щупики.
Колюще-сосущий ротовой аппарат предназначен для питания разнообразной жидкой пищей, скрытой под покровными тканями животных или растений. Этот аппарат развит у клопов, равнокрылых (тли и др.), бахромчатокрылых (трипсы) и части отряда двукрылых (кровососущие комары). Наружную часть ротового аппарата клопа представляет удлиненный членистый подвижный хоботок, прикрепленный к переднему краю головы и подгибающийся под голову в состоянии покоя. Хоботок является видоизмененной нижней губой. Внутри полого хоботка лежат видоизмененные верхние и нижние челюсти - две пары тонких, жестких и заостренных колющих игл или щетинок. Верхние челюсти - простые иглы, прокалывающие покровы. Пара нижних челюстей плотно соединяется между собой и имеет на внутренней поверхности два продольных желобка, образующих два канала. Верхний - пищевой - служит для всасывания пищи. По нижнему - слюнному - каналу в питательный субстрат проводится слюна, содержащая ферменты, необходимые для первичной обработки пищи. Небольшая верхняя губа лежит в основании хоботка. При питании насекомое надавливает хоботком на субстрат. Хоботок слегка коленчато изгибается, а пучок колющих игл прокалывает покровы и проникает в ткани. Далее происходит нагнетание слюны и всасывание пищи. Грызущим и колюще-сосущим ротовыми аппаратами насекомые способны повреждать растения.
Сосущий ротовой аппарат развит у чешуекрылых (бабочек), приспособлен для добывания нектара из венчиков цветков. Верхняя и нижняя губы во внешнем строении сосущего аппарата у представителей класса Насекомые небольшие, в виде простых пластинок, на нижней губе - хорошо развитые щупики. Верхние челюсти отсутствуют. Главную часть-длинный, гибкий, спирально скручивающийся в покое хоботок - образуют видоизмененные нижние челюсти. Соединяясь между собой, нижние челюсти образуют трубку с обширной внутренней полостью, служащей для всасывания нектара. Стенки хоботка содержат множество хитиновых колечек, обеспечивающих его упругость и поддерживающих пищевой канал открытым.
Грызуще-лижущий ротовой аппарат встречается у части перепончатокрылых (пчелы, шмели). Он также предназначен для питания нектаром, но имеет совсем другое строение. Верхняя губа и верхние челюсти сохраняют типичную для грызущего аппарата форму. Главную рабочую часть составляют сильно удлиненные, видоизмененные и взаимосвязанные нижние челюсти и нижняя губа. В нижних челюстях особенно развиты наружные лопасти, а в нижней губе - внутренние лопасти, срастающиеся в длинный, гибкий, трубчатый язычок. Складываясь, эти части образуют хоботок, представляющий систему из трех вставленных друг в друга каналов убывающего диаметра. По наибольшему внешнему каналу, образованному нижними челюстями и удлиненными щупиками нижней губы, всасывается обильная и близкая пища или вода. Второй канал - полость язычка - служит для всасывания нектара из глубоких венчиков. Третий, капиллярный канал, проходящий в верхней стенке язычка, - слюнной.
Лижущий ротовой аппарат имеет значительная часть двукрылых-большинство мух. Этот наиболее сложный по своему строению ротовой аппарат у представителей класса Насекомые. Он служит для питания различной жидкой пищей и мелкодисперсными пищевыми взвесями (сахаристые соки, продукты разложения органических остатков и др.). Он представляет собой мясистый подвижный хоботок, развитый в основном за счет нижней губы. Хоботок оканчивается парой полукруглых лопастей, образующих ротовой диск, в центре которого - ротовое отверстие, окруженное рядом хитиновых зубчиков. На поверхности лопастей развита система канальцев, открывающихся мельчайшими порами. Это фильтрующая часть аппарата, поглощающая только мелкие плотные частицы вместе с жидкостью. Зубчики ротового диска могут соскребать пищевые частицы с субстрата.
Типы ног насекомых: строение и основные виды конечностей (с фото)
Нога насекомого состоит из 5 отделов. Первый от основания называется тазик - короткий и широкий членик, подвижно прикрепленный к нижней части сегмента. Второй отдел, мелкий членик-вертлуг, увеличивающий подвижность ноги. Третий отдел - бедро, удлиненное и утолщенное, содержит наиболее мощную двигательную мускулатуру. Четвертый отдел-голень, соединенная с бедром коленным сочленением. Она также удлиненная, но уже бедра. Последний отдел в строении ног насекомых - членистая ланка. В ее составе обычно от 3 до 5, реже 1-2 членика. Лапка оканчивается парой хитиновых коготков.
В результате приспособления к разным способам движения и выполнению других функций у насекомых развиваются разнообразные типы конечностей. Два наиболее распространенных типа ног насекомых- ходильные и бегательные - имеют обычное строение. Бегательная нога отличается более длинными бедром и голенью, удлиненной, узкой лапкой. Части ходильной ноги несколько короче и шире, на конце лапки расширение - подошва. Бегательные ноги свойственны быстрым проворным насекомым (жужелицы, муравьи). Ходильные ноги есть у большинства насекомых. Другие специализированные и видоизмененные типы ног представлены у насекомых, как правило, одной парой, чаще передней или задней. Прыгательные ноги - обычно задние. Отличительная особенность строения этих конечностей насекомых - мощное, заметно утолщенное бедро, содержащее основную мускулатуру, действующую при прыжке. Этот тип распространен в отрядах прямокрылые (кузнечики, сверчки, саранчовые), равнокрылые (цикадки и листоблошки), у блох и некоторых жуков (земляные блошки). Плавательные ноги, также задние, встречаются у многих водных насекомых - жуков-плавунцов и вертячек, клопов-гребляков и гладышей. Этому виду ног насекомых свойственна уплощенная, веслообразная форма, по краю лапки развиты упругие щетинки, увеличивающие гребную поверхность. Копательные ноги - передние конечности некоторых подземных или роющих насекомых (медведки, жуки-навозники). Это мощные, толстые, несколько укороченные ноги, голень лопатообразно расширена и уплощена, с крупными зубцами. Хватательные передние ноги встречаются у некоторых насекомых-хищников, наиболее развиты у богомолов. Эти ноги удлиненные и подвижные. Бедро и голень покрыты острыми шипами. В состоянии покоя хватательные ноги сложены, при появлении добычи резко выбрасываются вперед, зажимая жертву между бедром и голенью. Собирательными называют задние ноги пчел и шмелей, служащие для сбора пыльцы. Собирательное устройство находится на голени и крупном уплощенном первом членике лапки. Оно состоит из корзиночки - окаймленного волосками углубления на голени - и щеточки - системы многочисленных мелких щетинок на лапке. При чистке тела насекомое последовательно переносит пыльцу на щеточки и затем - в корзиночки задних ног, где образуются пыльцевые комки - обножка.
На этих фото показаны различные типы ног насекомых:
Основные виды крыльев насекомых: фото и строение
Крыло насекомого образовано видоизмененной складкой кожных покровов - тончайшей двуслойной крыловой мембраной, в которой проходят хитинизированные жилки, видоизмененные трахейные сосуды.
Как видно на фото, в крыле насекомого выделяют три стороны – передний край, наружный (внешний) край и задний (внутренний) край:
Также в строение крыла насекомого входит три угла: основание, вершину и задний угол. По направлению в крыле жилки подразделяют на продольные и поперечные. Основу жилкования составляют крупные, нередко разветвленные продольные жилки, достигающие краев крыла. Мелкие, неветвящиеся поперечные жилки располагаются между соседними продольными. Жилки подразделяют крыловую мембрану на ряд ячеек, которые бывают замкнутыми, полностью ограничеными жилками и незамкнутыми, достигающими края крыла.
Строение крыльев рассматривают в двух основных аспектах: жилкование (количество и расположение жилок) и консистенция (толщина и плотность крыловой пластинки). Выделяют два основных типа жилкования крыльев насекомых. Сетчатым называют густое, мелкоячеистое жилкование, в котором, помимо продольных жилок, есть много мелких поперечных, образующих многочисленные (более 20) замкнутые ячейки. Такое жилкование развито у стрекоз, прямокрылых, сетчатокрылых и некоторых других отрядов. Перепончатое жилкование - негустое, с небольшим числом или отсутствием поперечных жилок; ячейки крупные, немногочисленные. Это жилкование развито у большинства отрядов насекомых (чешуекрылые, перепончатокрылые, двукрылые, жесткокрылые и др.). Жилкование передних и задних крыльев у насекомых всегда однотипно.
По плотности выделяют четыре вида крыльев насекомых. Наиболее обычны пленчатые крылья, образованные тончайшей, прозрачной крыловой мембраной. Только у бабочек пленчатые крылья непрозрачны, поскольку покрыты слоем мельчайших чешуек. Задние крылья у всех насекомых пленчатые, а у многих (стрекозы, чешуекрылые, сетчатокрылые, перепончатокрылые и др.) пленчатыми являются обе пары. У ряда насекомых передние крылья уплотненные, служат защитным покровом. Кожистыми называют передние крылья прямокрылых, тараканов, богомолов, уховерток. Эти крылья несколько утолщенные, но не твердые, непрозрачные или полупрозрачные, всегда окрашены, обычно сохраняют жилкование. Полужесткими называют передние крылья клопов, подразделенные поперечно на уплотненное основание и пленчатую вершину с развитыми жилками. Такие крылья активно действуют в полете и служат защитным покровом. Жесткие крылья, или надкрылья, - передние крылья жуков. Они сильно утолщены и хитинизированы, часто твердые, окрашенные, жилкование полностью утрачено. Эти крылья, обеспечивая надежную защиту тела, в полете активно не работают. Некоторые формы крыльев выделяют по характеру опушения, например бахромчатые у трипсов и чешуйчатые у бабочек.
Класс Насекомые – это самый многочисленный и самый разнообразный класс живых существ на Земле. Считается, что одновременно на нашей планете обитает не менее 10 20 особей насекомых. Число видов насекомых уже превышает 1 млн. видов и каждый год ученые-энтомологи описывают еще около 10 тыс. новых видов.
Внешнее строение. У всех насекомых тело разделено на три отдела: голову , грудь и брюшко . На груди находится три пары ходных ног , брюшко лишено конечностей. Большинство имеют крылья и способны к активному полету.
На голове у насекомых одна пара усиков (сяжки, антенны). Это органы обоняния. Еще на голове насекомых есть пара сложных (фасеточных) глаз , а у некоторых видов, кроме них, есть еще и простые глаза .
Рот насекомых окружен тремя парами ротовых конечностей (ротовых органов), которые образуют ротовой аппарат, или, иначе говоря, челюсти . Верхняя челюсть образована одной парой конечностей, у насекомых она называется жвалами , или мандибулами. Вторая пара ротовых конечностей образует нижние челюсти, или первые максиллы , а третья пара - срастается и образует нижнюю губу, или вторые максиллы. На нижней челюсти и нижней губе могут находиться по
паре щупиков . Кроме того, в состав ротовых конечностей входит еще верхняя губа – это подвижный вырост первого сегмента головы. Таким образом, ротовой аппарат насекомого состоит из верхней губы, пары верхних челюстей, пары нижних челюстей и нижней губы. Это так называемый ротовой аппарат грызущего типа .
В зависимости от способа питания ротовые аппараты могут быть следующих различных типов:
Ротовой аппарат грызущего типа - характерны для насекомых, питающихся жесткой растительной пищей (жуки, прямокрылые, тараканы, гусеницы бабочек). Это самый древний, исходный тип ротовых аппаратов;
Ротовой аппарат сосущего типа - ротовые аппараты у бабочек;
Ротовой аппарат лижущий - у мух.
Ротовой аппарат колюще-сосущего типа - ротовые аппараты у клопов, комаров, червецов, тлей;
Ротовой аппарат лакающего типа – такие ротовые аппараты у пчел и шмелей.
Грудь насекомого состоит из трех члеников: передне- , средне - и заднегруди . На каждом грудном сегменте находится по паре ходных ног. На средне- и заднегруди у летающих видов находится чаще всего две пары крыльев .
Ходные ноги состоят из пяти члеников , которые называются тазик , вертлуг , бедро , голень и лапка с коготками. Членики ноги сочленяются с помощью суставов и образуют систему рычагов. В связи с разным образом жизни ходные ноги бывают бегательными (тараканы, жужелицы, клопы), прыгательными (задняя нога кузнечика или блохи), плавательными (задняя нога жука-плавунца и жука-водолюба), копательными (передняя нога медведки), хватательными (передняя нога богомола), собирательными (задняя нога пчелы) и другими.
Брюшко у наиболее эволюционно продвинутых характеризуется уменьшением числа сегментов (от 11 до 4-5 у перепончатокрылых и двукрылых). На брюшке у насекомых конечностей нет, или они видоизменены в жало (пчелы, осы), яйцеклад (кузнечики, саранча) или церки (тараканы).
Покровы тела. Тело покрыто хитинизированной кутикулой. Кутикула не сплошная, а имеет твердые пластинки, которые называются склеритами , и мягкие сочленовные мембраны . Склериты соединяются друг с другом посредством мягких сочленовных мембран, поэтому кутикула насекомых подвижна. Склериты спинной
Тип Членистоногие класс Насекомые
стороны тела называются тергитами , склериты брюшной стороны – стернитами , а склериты боковой стороны тела – плейритами . Кутикула защищает тело от внешних воздействий. Под кутикулой залегает ткань гиподерма , которая и продуцирует кутикулу. Самый поверхностный слой кутикулы называется эпикутикула и образован он жироподобными веществами, поэтому покровы насекомых не проницаемы ни для воды, ни для газов. Это позволило насекомым, так же как и паукообразным, заселили самые засушливые районы земного шара. Кутикула одновременно выполняет функцию наружного скелет : служит местом для прикрепления мышц. Периодически насекомые линяют , т.е. сбрасывают кутикулу.
Мускулатура насекомых состоит из поперечно-полосатых волокон, формирующих мощные мышечные пучки , т.е. мускулатура у насекомых представлена отдельными пучками, а не мешком как у червей. Мышцы насекомых отличаются способностью к очень высокой частоте сокращений (до 1000 раз в сек.!), вот почему насекомые могут так быстро бегать и летать.
Полость тела. Полость тела у насекомых смешанная – миксоцель .
Пищеварительная система типичная, состоит из передней , средней и задней кишки. Передняя кишка представлена ртом , глоткой , коротким пищеводом и желудком . Рот окружен тремя парами челюстей . В ротовую полость открываются протоки слюнных желез . Слюнные железы могут видоизменяться и вырабатывать шелковистую нить, превращаясь в прядильные железы (у гусениц многих видов бабочек). У кровососущих видов слюнные железы вырабатывают вещество, препятствующее свертыванию крови. У некоторых видов насекомых имеется расширение пищевода - зоб , служащий для более полного переваривания пищи. У видов, питающихся твердой пищей, в желудке есть своеобразные хитиновые складки - зубцы , способствующие перетиранию пищи. В средней кишке происходит всасывание пищи. Средняя кишка может иметь слепые выросты , увеличивающие поверхность всасывания. Задняя кишка заканчивается анальным отверстием . На границе между средней и задней кишкой в просвет кишечника открываются многочисленные слепо замкнутые мальпигиевы сосуды . Это органы выделения.
У многих насекомых в кишечнике поселяются симбиотические простейшие и бактерии, способные расщеплять клетчатку. Спектр питания насекомых чрезвычайно разнообразен. Среди насекомых есть и всеядные виды, и растительноядные, и хищные. Существуют виды, питающиеся падалью, навозом, растительными остатками, кровью, тканями живых организмов. Некоторые виды приспособились усваивать такие малопитательные вещества, как воск, волосы, перо, рога копытных.
Дыхательная система – трахейная система . Она начинается отверстиями - дыхальцами , или стигмами , которые находятся по бокам средне- и заднегруди и на каждом членике брюшка. Часто стигмы имеют особые замыкательные клапаны , и воздух избирательно попадает в хорошо развитую систему трахей. Трахеи это воздухоносные трубочки, являющиеся глубокими впячиваниями кутикулы. Трахеи пронизывают все тело насекомого, разветвляются на все более тонкие трубочки - трахеолы . Трахеи имеют хитиновые кольца и спирали, которые не дают стенкам спадаться. По системе трахей осуществляется транспорт газов. Мельчайшие
Тип Членистоногие класс Насекомые
трахеолы подходят к каждой клеточке организма насекомого, поэтому насекомые не страдают одышкой, т.е. не задыхаются даже при самом быстром полете. А вот роль гемолимфы (так называется кровь у членистоногих) в транспорте газов невелика.
Насекомые могут совершать дыхательные движения с помощью активного расширения и сжатия брюшка.
У многих личинок, живущих в воде (личинки стрекоз и поденок), развиваются так называемые трахейные жабры – наружные выпячивания трахейной системы.
Кровеносная система развита у насекомых сравнительно слабо. Сердце находится в околосердечном синусе , на спинной стороне брюшка. Сердце представляет собой трубку, слепо замкнутую на заднем конце, разделенную на камеры и имеющую по бокам парные отверстия с клапанами - остии . К каждой камере сердца подходят мышцы, обеспечивающие сокращение камер. Гемолимфа от сердца движется по аорте в переднюю часть тела и изливается в полость тела. В полости тела гемолимфа омывает все внутренние органы. Затем через многочисленные отверстия гемолимфа попадает внутрь околосердечного синуса, затем через остии, при расширении сердечной камеры, засасывается в сердце. Гемолимфа не имеет дыхательных пигментов и представляет желтоватую жидкость, содержащую фагоциты. Основная ее функция - транспорт питательных веществ ко всем органам и продуктов обмена к органам выделения. Скорость тока гемолимфы не велика. Например, у Таракана гемолимфа обращается в кровеносной системе за 25 минут. Дыхательная функция гемолимфы незначительна, но у некоторых водных личинок насекомых (у мотыля, личинок комаров-звонцов) гемолимфа имеет гемоглобин, окрашена в ярко-красный цвет и отвечает за транспорт газов.
Органы выделения. К ним у насекомых относятся мальпигиевы сосуды и жировое тело . Мальпигиевы сосуды – это слепые выпячивания на границе между средней и задней кишкой. Мальпигиевы сосуды (их бывает до 200 и более) поглощают из гемолимфы продукты обмена веществ. Продукты белкового обмена превращаются в кристаллы мочевой кислоты , а жидкость активно реабсорбируется (всасывается) эпителием сосудов и возвращается в организм. Кристаллы мочевой кислоты попадают в заднюю кишку и выводятся вместе с экскрементами наружу.
Жировое тело насекомых, помимо основной функции - аккумуляции запасных питательных веществ, служит еще и «почкой накопления», в ней есть особые экскреторные клетки, которые постепенно насыщаются трудно растворимой мочевой кислотой. Жировое тело окружает все внутренние органы. Желтоватая или беловатая масса, которая выступает из раздавленного насекомого – это ничто иное, как жировое тело.
Нервная система. У насекомых нервная система лестничного типа . Надглоточные нервные узлы (а их пара) слились и образовали так называемый «головной мозг ». В каждом грудном и брюшном сегменте находятся по паре ганглиев брюшной нервной цепочки .
Органы чувств насекомых многообразны, сложны и очень хорошо развиты. Насекомые имеют сложные фасеточные глаза и простые глазки . Сложные глаза состоят из отдельных функциональных единиц омматидиев (фасеток), число которых у различных видов насекомых разное. У активных стрекоз, которые
Тип Членистоногие класс Насекомые
считаются самыми прожорливыми хищниками среди насекомых, каждый глаз состоит из 28 тыс. омматидиев; а у муравьев, особенно у особей, обитающих под землей, число омматидиев уменьшается до 8-9 тыс. Зрение у некоторых насекомых цветное, и цветовосприятие сдвинуто в сторону коротковолновых лучей: они видят ультрафиолетовую часть спектра и не видят красные цвета. Зрение мозаичное . Простых глазков может быть три или пять. Роль простых глазков до конца не изучена, но доказано, что они воспринимают поляризованный свет, с помощью которого насекомые ориентируются в облачную погоду.
Многие насекомые способны издавать звуки и слышать их. Органы слуха могут располагаться на голенях передних ног, у основания крыльев, на передних сегментах брюшка. Органы, издающие звуки, у насекомых также разнообразны.
Органы обоняния расположены в основном на антеннах, которые наиболее развиты у самцов. Органы вкуса располагаются не только в ротовой полости, но и на других органах, например на ножках - у бабочек, пчел, мух, и даже на усиках - у пчел, муравьев.
По всей поверхности тела насекомого рассеяны сенсорные клетки , которые связаны с чувствительным волоском . При изменении влажности, давления, дуновении ветра, при механическом воздействии изменяется положение волоска, возбуждается рецепторная клетка и передает сигнал в «головной мозг».
Многие насекомые воспринимают магнитные поля и их изменения, но где находятся органы, воспринимающие эти поля, энтомологам пока неизвестно.
У насекомых есть органы равновесия .
Органы размножения. Насекомые раздельнополы . Размножение только половое. У многих насекомых проявляется половой диморфизм - самцы могут быть мельче (у многих бабочек) или иметь совершенно другую окраску (бабочки непарного шелкопряда), иногда самцы имеют более крупные перистые усики, у некоторых видов сильно развиваются какие-то отдельные органы (например, верхние челюсти у самца жука-оленя выглядят как рога). У самцов в брюшке находятся пара семенников , от которых отходят семяпроводы , сливающиеся в непарный семяизвергательный канал , заканчивающийся совокупительным органом на заднем конце тела. У самок имеются два яичника , они открываются в парные яйцеводы , которые соединяются в непарное влагалище , открывающееся на заднем конце брюшка половым отверстием .
Оплодотворение внутреннее . При спаривании совокупительный орган самца вводится в половое отверстие самки и сперма попадает в семяприемник , откуда - во влагалище, где и происходит оплодотворение яиц. У некоторых видов сперматозоиды в семяприемнике сохраняются живыми несколько лет. У пчелиной матки, например, брачный полёт бывает раз в жизни, а живет и откладывает яйца она всю жизнь (4-5 лет).
У насекомых известны случаи партеногенетического, т.е. без оплодотворения, размножения (это вариант полового размножения). Самки тлей в течение всего лета из неоплодотворенных яиц отрождают личинок, из которых развиваются только самки, только осенью из личинок появляются и самцы, и самки, происходит спаривание, и зимуют оплодотворенные яйца. Из партеногенетических
Тип Членистоногие класс Насекомые
яиц у общественных перепончатокрылых (пчелы, осы, муравьи) образуются гаплоидные (т.е. с одинарным набором хромосом) самцы.
Развитие насекомых делится на два периода - эмбриональное , включающее развитие зародыша в яйце, и постэмбриональное , которое начинается с момента выхода молодого животного из яйца. Постэмбриональное развитие у низших примитивных насекомых протекает без метаморфоза. У большинства развитие происходит с метаморфозом (т.е. с превращением). По характеру метаморфоза насекомые делятся на насекомых с неполным превращением и насекомых с полным превращением.
К насекомым с полным превращением относятся насекомые, у которых личинка резко отличается от имаго (взрослые половозрелые насекомые называются имаго), есть стадия куколки , во время которой происходит перестройка организма личинки и формируются органы взрослого насекомого. Из куколки выходит полностью сформировавшееся взрослое насекомое. Насекомые с полным превращением во взрослом состоянии не линяют. К насекомым с полным превращением относятся отряды: Жесткокрылые, Перепончатокрылые, Двукрылые, Чешуекрылые, Блохи и другие.
У насекомых с неполным превращением стадия куколки отсутствует, из яйца выходит личинка (нимфа), похожая на взрослое насекомое, но крылья и половые железы ее недоразвиты. Личинки много едят, интенсивно растут, несколько раз линяют, и после последней линьки уже появляются крылатые взрослые насекомые с развитыми гонадами (половыми железами). К насекомым с неполным превращением относятся, например, отряды: Таракановые, Богомоловые, Прямокрылые, Вши, Равнокрылые и другие.
Роль насекомых в природе огромна. Они являются элементом биологического разнообразия. В структуре экосистем они выступают консументами первого порядка (это растительноядные насекомые) и консументами второго порядка (хищные насекомые), редуцентами (падальщики, навозники). Они являются объектом питания для других насекомоядных животных – птиц, жаб, змей, хищных насекомых, ящериц, пауков и др. (Иными словами насекомые являются переносчиками вещества и энергии по пищевым цепям). Насекомые полезны для человека: они опыляются его сельскохозяйственные растения, они добывают для него мед, они доставляют ему эстетическое удовольствие, они выступают его домашними любимцами, они являются объектом научных исследований. Но насекомые нападают на человека и его сельско-хозяйственных животных для кровососания, они портят его запасы и продукты, они вредят культурным растениями, они переносят опасные заболевания, они, наконец, просто бывают назойливыми и раздражают.
Класс Насекомые – это самый многочисленный и самый разнообразный класс живых существ на Земле. Считается, что одновременно на нашей планете обитает не менее 10 20 особей насекомых. Число видов насекомых уже превышает 1 млн. видов и каждый год ученые-энтомологи описывают еще около 10 тыс. новых видов.
Внешнее строение. У всех насекомых тело разделено на три отдела: голову , грудь и брюшко . На груди находится три пары ходных ног , брюшко лишено конечностей. Большинство имеют крылья и способны к активному полету.
На голове у насекомых одна пара усиков (сяжки, антенны). Это органы обоняния. Еще на голове насекомых есть пара сложных (фасеточных) глаз , а у некоторых видов, кроме них, есть еще и простые глаза .
Рот насекомых окружен тремя парами ротовых конечностей (ротовых органов), которые образуют ротовой аппарат, или, иначе говоря, челюсти . Верхняя челюсть образована одной парой конечностей, у насекомых она называется жвалами , или мандибулами. Вторая пара ротовых конечностей образует нижние челюсти, или первые максиллы , а третья пара - срастается и образует нижнюю губу, или вторые максиллы. На нижней челюсти и нижней губе могут находиться по
паре щупиков . Кроме того, в состав ротовых конечностей входит еще верхняя губа – это подвижный вырост первого сегмента головы. Таким образом, ротовой аппарат насекомого состоит из верхней губы, пары верхних челюстей, пары нижних челюстей и нижней губы. Это так называемый ротовой аппарат грызущего типа .
В зависимости от способа питания ротовые аппараты могут быть следующих различных типов:
· Ротовой аппарат грызущего типа - характерны для насекомых, питающихся жесткой растительной пищей (жуки, прямокрылые, тараканы, гусеницы бабочек). Это самый древний, исходный тип ротовых аппаратов;
· Ротовой аппарат сосущего типа - ротовые аппараты у бабочек;
· Ротовой аппарат лижущий - у мух.
· Ротовой аппарат колюще-сосущего типа - ротовые аппараты у клопов, комаров, червецов, тлей;
· Ротовой аппарат лакающего типа – такие ротовые аппараты у пчел и шмелей.
Грудь насекомого состоит из трех члеников: передне- , средне - и заднегруди . На каждом грудном сегменте находится по паре ходных ног. На средне- и заднегруди у летающих видов находится чаще всего две пары крыльев .
Ходные ноги состоят из пяти члеников , которые называются тазик , вертлуг , бедро , голень и лапка с коготками. Членики ноги сочленяются с помощью суставов и образуют систему рычагов. В связи с разным образом жизни ходные ноги бывают бегательными (тараканы, жужелицы, клопы), прыгательными (задняя нога кузнечика или блохи), плавательными (задняя нога жука-плавунца и жука-водолюба), копательными (передняя нога медведки), хватательными (передняя нога богомола), собирательными (задняя нога пчелы) и другими.
Брюшко у наиболее эволюционно продвинутых характеризуется уменьшением числа сегментов (от 11 до 4-5 у перепончатокрылых и двукрылых). На брюшке у насекомых конечностей нет, или они видоизменены в жало (пчелы, осы), яйцеклад (кузнечики, саранча) или церки (тараканы).
Покровы тела. Тело покрыто хитинизированной кутикулой. Кутикула не сплошная, а имеет твердые пластинки, которые называются склеритами , и мягкие сочленовные мембраны . Склериты соединяются друг с другом посредством мягких сочленовных мембран, поэтому кутикула насекомых подвижна. Склериты спинной
Тип Членистоногие класс Насекомые
стороны тела называются тергитами , склериты брюшной стороны – стернитами , а склериты боковой стороны тела – плейритами . Кутикула защищает тело от внешних воздействий. Под кутикулой залегает ткань гиподерма , которая и продуцирует кутикулу. Самый поверхностный слой кутикулы называется эпикутикула и образован он жироподобными веществами, поэтому покровы насекомых не проницаемы ни для воды, ни для газов. Это позволило насекомым, так же как и паукообразным, заселили самые засушливые районы земного шара. Кутикула одновременно выполняет функцию наружного скелет : служит местом для прикрепления мышц. Периодически насекомые линяют , т.е. сбрасывают кутикулу.
Мускулатура насекомых состоит из поперечно-полосатых волокон, формирующих мощные мышечные пучки , т.е. мускулатура у насекомых представлена отдельными пучками, а не мешком как у червей. Мышцы насекомых отличаются способностью к очень высокой частоте сокращений (до 1000 раз в сек.!), вот почему насекомые могут так быстро бегать и летать.
Полость тела. Полость тела у насекомых смешанная – миксоцель .
Пищеварительная система типичная, состоит из передней , средней и задней кишки. Передняя кишка представлена ртом , глоткой , коротким пищеводом и желудком . Рот окружен тремя парами челюстей . В ротовую полость открываются протоки слюнных желез . Слюнные железы могут видоизменяться и вырабатывать шелковистую нить, превращаясь в прядильные железы (у гусениц многих видов бабочек). У кровососущих видов слюнные железы вырабатывают вещество, препятствующее свертыванию крови. У некоторых видов насекомых имеется расширение пищевода - зоб , служащий для более полного переваривания пищи. У видов, питающихся твердой пищей, в желудке есть своеобразные хитиновые складки - зубцы , способствующие перетиранию пищи. В средней кишке происходит всасывание пищи. Средняя кишка может иметь слепые выросты , увеличивающие поверхность всасывания. Задняя кишка заканчивается анальным отверстием . На границе между средней и задней кишкой в просвет кишечника открываются многочисленные слепо замкнутые мальпигиевы сосуды . Это органы выделения.
У многих насекомых в кишечнике поселяются симбиотические простейшие и бактерии, способные расщеплять клетчатку. Спектр питания насекомых чрезвычайно разнообразен. Среди насекомых есть и всеядные виды, и растительноядные, и хищные. Существуют виды, питающиеся падалью, навозом, растительными остатками, кровью, тканями живых организмов. Некоторые виды приспособились усваивать такие малопитательные вещества, как воск, волосы, перо, рога копытных.
Дыхательная система – трахейная система . Она начинается отверстиями - дыхальцами , или стигмами , которые находятся по бокам средне- и заднегруди и на каждом членике брюшка. Часто стигмы имеют особые замыкательные клапаны , и воздух избирательно попадает в хорошо развитую систему трахей. Трахеи это воздухоносные трубочки, являющиеся глубокими впячиваниями кутикулы. Трахеи пронизывают все тело насекомого, разветвляются на все более тонкие трубочки - трахеолы . Трахеи имеют хитиновые кольца и спирали, которые не дают стенкам спадаться. По системе трахей осуществляется транспорт газов. Мельчайшие
Тип Членистоногие класс Насекомые
трахеолы подходят к каждой клеточке организма насекомого, поэтому насекомые не страдают одышкой, т.е. не задыхаются даже при самом быстром полете. А вот роль гемолимфы (так называется кровь у членистоногих) в транспорте газов невелика.
Насекомые могут совершать дыхательные движения с помощью активного расширения и сжатия брюшка.
У многих личинок, живущих в воде (личинки стрекоз и поденок), развиваются так называемые трахейные жабры – наружные выпячивания трахейной системы.
Кровеносная система развита у насекомых сравнительно слабо. Сердце находится в околосердечном синусе , на спинной стороне брюшка. Сердце представляет собой трубку, слепо замкнутую на заднем конце, разделенную на камеры и имеющую по бокам парные отверстия с клапанами - остии . К каждой камере сердца подходят мышцы, обеспечивающие сокращение камер. Гемолимфа от сердца движется по аорте в переднюю часть тела и изливается в полость тела. В полости тела гемолимфа омывает все внутренние органы. Затем через многочисленные отверстия гемолимфа попадает внутрь околосердечного синуса, затем через остии, при расширении сердечной камеры, засасывается в сердце. Гемолимфа не имеет дыхательных пигментов и представляет желтоватую жидкость, содержащую фагоциты. Основная ее функция - транспорт питательных веществ ко всем органам и продуктов обмена к органам выделения. Скорость тока гемолимфы не велика. Например, у Таракана гемолимфа обращается в кровеносной системе за 25 минут. Дыхательная функция гемолимфы незначительна, но у некоторых водных личинок насекомых (у мотыля, личинок комаров-звонцов) гемолимфа имеет гемоглобин, окрашена в ярко-красный цвет и отвечает за транспорт газов.
Органы выделения. К ним у насекомых относятся мальпигиевы сосуды и жировое тело . Мальпигиевы сосуды – это слепые выпячивания на границе между средней и задней кишкой. Мальпигиевы сосуды (их бывает до 200 и более) поглощают из гемолимфы продукты обмена веществ. Продукты белкового обмена превращаются в кристаллы мочевой кислоты , а жидкость активно реабсорбируется (всасывается) эпителием сосудов и возвращается в организм. Кристаллы мочевой кислоты попадают в заднюю кишку и выводятся вместе с экскрементами наружу.
Жировое тело насекомых, помимо основной функции - аккумуляции запасных питательных веществ, служит еще и «почкой накопления», в ней есть особые экскреторные клетки, которые постепенно насыщаются трудно растворимой мочевой кислотой. Жировое тело окружает все внутренние органы. Желтоватая или беловатая масса, которая выступает из раздавленного насекомого – это ничто иное, как жировое тело.
Нервная система. У насекомых нервная система лестничного типа . Надглоточные нервные узлы (а их пара) слились и образовали так называемый «головной мозг ». В каждом грудном и брюшном сегменте находятся по паре ганглиев брюшной нервной цепочки .
Органы чувств насекомых многообразны, сложны и очень хорошо развиты. Насекомые имеют сложные фасеточные глаза и простые глазки . Сложные глаза состоят из отдельных функциональных единиц омматидиев (фасеток), число которых у различных видов насекомых разное. У активных стрекоз, которые
Тип Членистоногие класс Насекомые
считаются самыми прожорливыми хищниками среди насекомых, каждый глаз состоит из 28 тыс. омматидиев; а у муравьев, особенно у особей, обитающих под землей, число омматидиев уменьшается до 8-9 тыс. Зрение у некоторых насекомых цветное, и цветовосприятие сдвинуто в сторону коротковолновых лучей: они видят ультрафиолетовую часть спектра и не видят красные цвета. Зрение мозаичное . Простых глазков может быть три или пять. Роль простых глазков до конца не изучена, но доказано, что они воспринимают поляризованный свет, с помощью которого насекомые ориентируются в облачную погоду.
Многие насекомые способны издавать звуки и слышать их. Органы слуха могут располагаться на голенях передних ног, у основания крыльев, на передних сегментах брюшка. Органы, издающие звуки, у насекомых также разнообразны.
Органы обоняния расположены в основном на антеннах, которые наиболее развиты у самцов. Органы вкуса располагаются не только в ротовой полости, но и на других органах, например на ножках - у бабочек, пчел, мух, и даже на усиках - у пчел, муравьев.
По всей поверхности тела насекомого рассеяны сенсорные клетки , которые связаны с чувствительным волоском . При изменении влажности, давления, дуновении ветра, при механическом воздействии изменяется положение волоска, возбуждается рецепторная клетка и передает сигнал в «головной мозг».
Многие насекомые воспринимают магнитные поля и их изменения, но где находятся органы, воспринимающие эти поля, энтомологам пока неизвестно.
У насекомых есть органы равновесия .
Органы размножения. Насекомые раздельнополы . Размножение только половое. У многих насекомых проявляется половой диморфизм - самцы могут быть мельче (у многих бабочек) или иметь совершенно другую окраску (бабочки непарного шелкопряда), иногда самцы имеют более крупные перистые усики, у некоторых видов сильно развиваются какие-то отдельные органы (например, верхние челюсти у самца жука-оленя выглядят как рога). У самцов в брюшке находятся пара семенников , от которых отходят семяпроводы , сливающиеся в непарный семяизвергательный канал , заканчивающийся совокупительным органом на заднем конце тела. У самок имеются два яичника , они открываются в парные яйцеводы , которые соединяются в непарное влагалище , открывающееся на заднем конце брюшка половым отверстием .
Оплодотворение внутреннее . При спаривании совокупительный орган самца вводится в половое отверстие самки и сперма попадает в семяприемник , откуда - во влагалище, где и происходит оплодотворение яиц. У некоторых видов сперматозоиды в семяприемнике сохраняются живыми несколько лет. У пчелиной матки, например, брачный полёт бывает раз в жизни, а живет и откладывает яйца она всю жизнь (4-5 лет).
У насекомых известны случаи партеногенетического, т.е. без оплодотворения, размножения (это вариант полового размножения). Самки тлей в течение всего лета из неоплодотворенных яиц отрождают личинок, из которых развиваются только самки, только осенью из личинок появляются и самцы, и самки, происходит спаривание, и зимуют оплодотворенные яйца. Из партеногенетических
Тип Членистоногие класс Насекомые
яиц у общественных перепончатокрылых (пчелы, осы, муравьи) образуются гаплоидные (т.е. с одинарным набором хромосом) самцы.
Развитие насекомых делится на два периода - эмбриональное , включающее развитие зародыша в яйце, и постэмбриональное , которое начинается с момента выхода молодого животного из яйца. Постэмбриональное развитие у низших примитивных насекомых протекает без метаморфоза. У большинства развитие происходит с метаморфозом (т.е. с превращением). По характеру метаморфоза насекомые делятся на насекомых с неполным превращением и насекомых с полным превращением.
К насекомым с полным превращением относятся насекомые, у которых личинка резко отличается от имаго (взрослые половозрелые насекомые называются имаго), есть стадия куколки , во время которой происходит перестройка организма личинки и формируются органы взрослого насекомого. Из куколки выходит полностью сформировавшееся взрослое насекомое. Насекомые с полным превращением во взрослом состоянии не линяют. К насекомым с полным превращением относятся отряды: Жесткокрылые, Перепончатокрылые, Двукрылые, Чешуекрылые, Блохи и другие.
У насекомых с неполным превращением стадия куколки отсутствует, из яйца выходит личинка (нимфа), похожая на взрослое насекомое, но крылья и половые железы ее недоразвиты. Личинки много едят, интенсивно растут, несколько раз линяют, и после последней линьки уже появляются крылатые взрослые насекомые с развитыми гонадами (половыми железами). К насекомым с неполным превращением относятся, например, отряды: Таракановые, Богомоловые, Прямокрылые, Вши, Равнокрылые и другие.
Роль насекомых в природе огромна. Они являются элементом биологического разнообразия. В структуре экосистем они выступают консументами первого порядка (это растительноядные насекомые) и консументами второго порядка (хищные насекомые), редуцентами (падальщики, навозники). Они являются объектом питания для других насекомоядных животных – птиц, жаб, змей, хищных насекомых, ящериц, пауков и др. (Иными словами насекомые являются переносчиками вещества и энергии по пищевым цепям). Насекомые полезны для человека: они опыляются его сельскохозяйственные растения, они добывают для него мед, они доставляют ему эстетическое удовольствие, они выступают его домашними любимцами, они являются объектом научных исследований. Но насекомые нападают на человека и его сельско-хозяйственных животных для кровососания, они портят его запасы и продукты, они вредят культурным растениями, они переносят опасные заболевания, они, наконец, просто бывают назойливыми и раздражают.
Кожные покровы насекомых имеют сложное, многослойное строение. Прежде всего они подразделяются на наружный слой - кутикулу и внутренний слой кожных клеток - гиподерму . Веществом, определяющим основные свойства кутикулы, является азотистый полисахарид хитин, обладающий высокой механической и химической стойкостью.
Пищеварительная система насекомых
Пищеварительная система подразделяется на три общих отдела: переднюю, среднюю и заднюю кишку.
В состав передней кишки входят ротовая полость, в которую открываются слюнные железы, глотка с сильно развитой мускулатурой, удлиненный пищевод, зоб - резервуар для накопления пищи, хорошо развитый у сосущих насекомых, и компактный мускульный желудок, измельчающий пищу, лучше развитый у грызущих насекомых.
Основное пищеварение происходит в средней кишке под действием выделяющихся ферментов. Стенки средней кишки всасывают питательные вещества. У многих насекомых средняя кишка образует слепо замкнутые отростки, увеличивающие пищеварительную поверхность. В более толстой задней кишке происходит всасывание избытков воды с растворенными низкомолекулярными веществами, формируются экскременты, удаляемые через прямую кишку и анальное отверстие.
Выделительная система насекомых
Главные органы выделения насекомых - мальпигиевы сосуды, трубчатые канальцы (от двух до сотни), замкнутые концы которых свободно располагаются в полости брюшка, другими концами они открываются в кишечник на границе средней и задней кишок. Жидкие продукты метаболизма - избытки солей, азотистые соединения - избирательно всасываются тонкими стенками сосудов, концентрируются и выводятся через заднюю кишку.
Дыхательная система насекомых
Представлена комплексом трахей - воздухоносных трубочек с упругими стенками, содержащими хитин. Воздух поступает в трахеи через дыхальца - мелкие парные отверстия, расположенные по бокам сегментов, у многих насекомых начиная от среднегруди до конца брюшка. В дыхальцах имеются запирательные аппараты, регулирующие воздухообмен. Далее трахеи многократно ветвятся вплоть до тончайших трахеол, пронизывая все тело и доставляя воздух непосредственно к органам и тканям.
Кровеносная система насекомых
Кровеносная система насекомых незамкнута, т.е. часть своего пути кровь проходит не по специальным сосудам, а в полости тела. Центральным органом является сердце, или спинной сосуд, лежащий в верхней части полости брюшка и подразделенный на ряд (6-7) однородных пульсирующих камер. Сердце переходит в аорту, которая, направляясь вперед, открывается в полость головы. Далее кровь распространяется в полости тела за счет работы сердца и сокращения диафрагм, заходя в сосуды конечностей, антенн и крыльев. В камеры сердца кровь всасывается через отверстия в боковых стенках. Кровь насекомых называют гемолимфой . Она обычно не окрашена и не содержит гемоглобина или аналогичных акцепторов кислорода, доставляемого непосредственно трахейной системой. Гемолимфа выполняет транспорт питательных веществ и экскретов, а также функции иммунитета.
Нервная система насекомых
Центральная нервная система представлена надглоточным нервным ганглием, или головным мозгом, состоящим из трех пар слившихся нервных узлов. От него отходит окологлоточное нервное кольцо, соединенное внизу с парой подглоточных ганглиев. От них в нижней части полости тела тянется брюшная нервная цепочка. Исходно парные в каждом сегменте узлы у некоторых насекомых сливаются в грудном отделе. С центральной нервной системой связана периферическая нервная система - совокупность нервов, отходящих от узлов к мышцам, и симпатическая система, идущая от подглоточных узлов к внутренним органам.
Органы чувств насекомых
Несмотря на небольшие размеры насекомые обладают сложными, высокочувствительными органами чувств. Органы зрения представлены сложными фасеточными глазами и простыми глазками. Фасеточный глаз состоит из тысяч элементарных зрительных единиц - омматидиев. Насекомые обладают развитым цветовым зрением, спектр которого несколько смещен в ультрафиолетовую область. Простые глазки, по-видимому, служат дополнительными светочувствительными органами и способны воспринимать поляризованный свет. Насекомые проявляют высокоразвитую зрительную ориентацию, некоторые из них ориентируются по солнцу с учетом его склонения.
Главными органами обоняния служат антенны, несущие множество специальных чувствительных рецепторов. Острота и специфичность обоняния насекомых необычайно велика. Самцы некоторых ночных бабочек находят самку, ориентируясь по запаху полового феромона, с расстояния 10-12 км.
Специально развитыми органами слуха обладают только некоторые насекомые. Рецепторы вкуса сосредоточены в основном на ротовых придатках - чувствительных щупиках, а у некоторых насекомых (бабочки и пчелы) обнаруживаются даже на лапках. Насекомые обладают высокоспецифичным вкусом, позволяющим безошибочно определять пищевые объекты.
В кожных покровах насекомых помимо многочисленных осязательных рецепторов некоторые рецепторы регистрируют давление, температуру, микровибрации среды и другие параметры.
Половая система насекомых
Половая система насекомых представлена половыми и придаточными железами, выводными протоками и наружными половыми органами. Женская половая система состоит из парных желез - яичников, состоящих из яйцевых трубочек. В них формируются многочисленные яйцеклетки. Выводными протоками служат идущие от яичников парные яйцеводы, объединяющиеся в непарный яйцевод, который открывается половым отверстием. С яйцеводом связана камера для хранения спермы - семяприемник. В мужской половой системе развиты парные железы - семенники, состоящие из мелких долек, продуцирующих сперматозоидов. От них отходят парные семяпроводы, объединяющиеся в семяизвергательный канал, проходящий через копулятивный орган самца. Оплодотворение у насекомых внутреннее.
1. Внешнее строение.
2. Внутреннее строение.
Известно около 1 млн видов. Места обитания разнообразны.
1. Внешнеестроение
Тело насекомых подразделяется на три тагмы: голову (cephalon) , грудь
(thorax) и брюшко (abdomen).
Голова
Состоит из акрона и 4 (по некоторым данным 5 или даже 6) сегментов. Она одета хитиновой капсулой, соединена подвижно с грудным отделом. Различают три типа постановки головы относительно тела: прогнатический, гипогнатический и опистогнатический. На головной капсуле выделяют несколько отделов. Переднюю лицевую часть занимает фронто-клипеальный отдел. Он состоит из лобного (frons) – фронтального склерита и наличника (clypeus) . К наличнику причленяется верхняя губа (labrum) . Второй отдел – теменной. Он состоит из двух теменных (vertex) склеритов и затылочного (occiput) . Затылок окружает затылочное отверстие. Боковые отделы расположены под сложными глазами и носят название щеки (genae) .
На голове располагаются глаза (сложные, иногда простые) и усики различного строения, а также ротовые аппараты. Ротовые органы у насекомых варьируются. Изменчивость в строении связана с разнообразием пищи, потребляемой этими животными. Исходным типом ротового аппарата является грызущий (ортоптероидный). Он встречается у насекомых многих отрядов (таракановые, прямокрылые, стрекозы, жуки и др.). В его состав входят следующие элементы: верхняя губа, мандибулы, максиллы, нижняя губа и гипофаринкс. Лакающий (пчелы, шмели) образован верхней губой, мандибулами, в максиллах развита и удлинена наружная жевательная лопасть (galea) , которая образует верхнюю и часть боковой поверхности хоботка, нижняя губа представлена удлиненным щупиком (palpi) , который образует нижнюю и часть боковой поверхности хоботка. Внутри хоботка размещается язычок, образованный внутренними (glossae) лопастями нижней губы. Сосущий ротовой аппарат (чешуекрылые) включает верхнюю губу, у немногих предста-
1. Внешнее строение
вителей (зубатые моли) мандибулы, нижнюю губу в виде небольшой площадки со щупиками, хоботок образован удлиненными наружными жевательными лопастями максилл. Колюще-сосущий ротовой аппарат (комары, клопы) в своем составе имеет весь набор ротовых конечностей, но они утратили исходную форму, большая часть превратилась в стилеты, служащие для прокалывания покровов животных и растений. Нижняя губа в этом аппарате выполняет функцию футляра. Лижущий (фильтрующий) ротовой аппарат характерен для мух, в нем хорошо развиты лабеллумы нижней губы, мандибулы и максиллы отсутствуют.
Грудной отдел
Образован 3 сегментами, с ним связаны локомоторные органы: ноги и крылья. Конечность насекомого состоит из тазика, вертлуга, голени, лапки, предлапки. Выделяют несколько типов конечностей. Крылья размещены на втором (среднегрудь) и третьем (заднегрудь) сегментах. Крыльев чаще 2 пары, реже (двукрылые, веерокрылые) 1 пара. Вторая в этом случае небольшого размера, превращена в жужжальца. Крылья – боковые складки покровов, произошли из паранотумов. Они двуслойные, в них проходят нервы, трахеи, гемолимфа. Различают следующие типы крыльев: сетчатые, перепончатые, жесткие (элитры), полужесткие (гемиэлитры). Крылья имеют систему жилок продольных и поперечных. Продольными жилками крыла являются: костальная (C) , субкостальная (Sc) , радиальные (R) , медиальные (M) , кубитальные (Cu) и анальные (A) жилки. В полете насекомые используют либо одну, либо обе пары крыльев. В зависимости от того, какая пара крыльев используется в полете, насекомых подразделяют на бимоторных, передне- и заднемоторных. Многие насекомые, будучи двукрылыми, летят на одной паре крыльев. Это явление названо диптеризацией полета.
Брюшной отдел
Сегментирован, с ним связана большая часть внутренних органов насекомого. Максимальное число сегментов в отделе 11, обычно их меньше. Брюшной сегмент образуют тергит, стернит и плейральные мембраны. Брюшко лишено настоящих конечностей, у некоторых насекомых имеются видоизмененные: церки, грифельки, яйцеклады, жало, прыгательная вилочка.
Покровы
Представлены кутикулой, гиподермой и базальной мембраной. Кутикула включает эпикутикулу и прокутикулу. Прокутикула состоит из двух
ЛЕКЦИЯ 19.ВНЕШНЕЕ И ВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕ НАСЕКОМЫХ
1. Внешнее строение
слоев: экзокутикулы и эндокутикулы. Твердый покров тела ограничивает рост насекомого. Для насекомых характерны линьки. Покровы несут придатки. Они делятся на структурные и скульптурные. С покровами связана окраска насекомого. Окраска делится на химическую (пигментную) и структурную (физическую). Значение окраски для насекомого прямое (влияние на внутренние процессы) и косвенное (воздействие на других животных). Типы окраски: криптическая – окраска позы покоя, предупреждающая, отпугивающая, мимикрия. Производными гиподермы являются железы восковые, пахучие, ядовитые, лаковые и другие.
2. Внутреннеестроение
Мышечная система
Характеризуется сложностью и высокой степенью дифференциации и специализации отдельных ее элементов. Количество мышечных пучков часто достигает 1,5–2 тысяч. По гистологическому строению почти все мышцы насекомых поперечнополосатые. Мышцы делятся на скелетные (соматические), обеспечивающие подвижность организма и отдельных его частей по отношению друг к другу, и висцеральные (внутренностные). Скелетные мышцы, как правило, прикрепляются к внутренним поверхностям кутикулярных склеритов. Выделяют четыре группы соматических мышц: головная, грудная, крыловая и брюшная. Наиболее сложно устроена крыловая группа, мышцы данной группы у перепончатокрылых, двукрылых насекомых и некоторых других способны к необычайной частоте сокращений (до 1000 раз в секунду), это так называемые асинхронные мышцы. Подобная частота сокращений связана с явлением умножения ответа на раздражение, когда на один нервный импульс мышца отвечает несколькими сокращениями. Висцеральные мышцы связаны с внутренними органами.
Жировое тело
Представляет собой рыхлую ткань, пронизанную трахеями. Цвет изменчив. Функции: накопление питательных веществ, поглощение продуктов обмена, окисление жирового тела дает метаболическую воду, что особенно важно в условиях дефицита влаги. В жировом теле выделяют четыре категории клеток: трофоциты (наиболее многочисленны, в них накапливаются питательные вещества), уратные (накапливается мочевая кислота), мицетоциты (в них находятся симбиотические микроорганизмы) и хромоциты (клетки содержат пигмент).
ЛЕКЦИЯ 19.ВНЕШНЕЕ И ВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕ НАСЕКОМЫХ
2. Внутреннее строение
Полость тела
Полость тела насекомых, как и у других членистоногих, смешанная. Диафрагмами она поделена на 3 синуса: верхний (перикардиальный), в нем размещено сердце, нижний (перинейральный) – размещена брюшная нервная цепочка, и наибольший объем занимает висцеральный синус. С этим синусом связаны пищеварительная, выделительная, половая системы. Дыхательная система находится во всех синусах полости тела.
Пищеварительная система
Три отдела: передняя, средняя и задняя кишка. Между передней и средней кишкой находится кардиальный клапан, средней и задней кишкой– пилорический. Передняя кишка представлена глоткой, пищеводом, зобом, механическим желудком. В зависимости от потребляемой пищи возможны вариации в строении: отсутствует зоб, желудок. Зоб – место временного пребывания пищи, отчасти здесь происходит пищеварение; функция желудка – размельчение (перетирание) пищи. Глотка у насекомых, питающихся жидкой пищей, мускулистая, выполняет функцию насоса. Слюнные железы открываются в ротовую полость, как правило, около основания нижней губы. Содержащиеся в слюне ферменты обеспечивают начальные этапы пищеварения. У кровососущих насекомых слюна содержит вещества, препятствующие свертыванию крови – антикоагулянты. В некоторых случаях слюнные железы меняют свою функцию (у гусениц превращаются в прядильные железы). В средней (тонкой) кишке происходит переваривание и всасывание пищи. В начальный участок кишки у некоторых насекомых (таракан и др.) впадает несколько слепых выпячиваний кишечника – пилорические придатки – они увеличивают всасывающую поверхность. Стенки средней кишки образуют складки – крипты. Тип пищеварительных ферментов зависит от пищевого режима насекомых. Секреция ферментов у насекомых голокринная и мерокринная. Эпителий средней кишки у многих насекомых выделяет вокруг содержимого кишки перитрофическую мембрану, роль которой важна в процессах переваривания и всасывания пищевых веществ. Кроме того, она предохраняет эпителий средней кишки от механических повреждений. Задняя (прямая) кишка нередко отличается значительной длиной и подразделяется на несколько участков. Здесь у большинства насекомых находятся ректальные железы. Функции отдела: формирование и удаление экскрементов, всасывание воды из пищевой массы, переваривание пищи с помощью симбионтов (характерно для личинок некоторых видов насекомых). Отделы кишечника разделены клапанами, препятствующими обратному току пищи. Передний и средний отделы разделяет кардиальный клапан, средний и задний – пилорический.