Краткое описание класса насекомые. Внутреннее и внешнее строение насекомых Как у наземных насекомых устроены органы дыхания

Систематика класса Насекомые

Класс Насекомые (Insecta ) относится к надклассу Шестиногие (Hexapoda ) подтипу Трахейнодышащие (Tracheata ) типу Членистоногие (Arthropoda ).

Выделяют класс Насекомые скрыточелюстные и класс Насекомые открыточелюстные. Всего известно порядка $1$ млн. видов. Однако энтомологи считают, что эта цифра может достигать $2-3$ млн.

Замечание 1

Насекомые – самая многочисленная группа животных по числу особей, видов, по широте распространения.

Внешнее строение насекомых

Класс скрыточелюстных насекомых имеет отличительные от класса открыточелюстных насекомых признаки:

• отсутствуют крылья;
• грудной отдел обособлен от брюшного слабо;
• стенки ротовой полости срощены с нижней губой, в результате чего образуется полость, содержащая мандибулы и максиллы;
• на голове расположены простые глазки, усики;
• брюшко имеет двигательные придатки.

В строении тела класса открыточелюстных насекомых, составляющих основной класс насекомых, выделяют следующие черты строения:

• тело подразделяется на голову, грудь, брюшко;
• на голове расположены три пары ротовых конечностей и усики (антенны), у большинства видов есть фасеточные глаза, единичные простые глазки;
• ротовой аппарат открытого типа, может быть грызущим, грызуще-лижущим, сосущим, колюще-сосущим, лижущим;
• грудь трехсегментная, несет три пары ног, крылатые насекомые имеют две пары крыльев;
• брюшко с различным числом сегментов, рудименты брюшных ножек видоизменены в половые придатки или грифельки;
• у большинства насекомых есть развитые крылья;
• конечности состоят из пяти отделов: тазика, вертлуги, бедра, голени, лапки.

В зависимости от роли, выполняемой конечностями различают:

• бегательные,
• копательные,
• ходильные,
• хватательные,
• плавательные,
• прыгательные,
• присасывательные ноги.

Особенности внутреннего строения насекомых

Кожно-мышечная система. Кожа представлена гиподермой, которая наружу выделяет кутикулу. Кутикула хитиновая, трехслойная, участвует в образовании наружного скелета и формирует эндоскелет – тенторий, к которому прикрепляются внутренние органы и мышцы. Мышечная система дифференцированная. Практически все мышцы поперечнополосатые. У насекомых выделяют:

1. скелетные мышцы, приводят в движение тело и придатки.
2. внутренностные, входят в состав внутренних органов.

Пищеварительная система состоит из трех отделов:

• передняя кишка подразделяется на глотку, пищевод, иногда присутствует зоб, мускульный желудок – провентрикулюс;
• в средней кишке происходит переваривание и всасывание пищи, может образовывать пилорические придатки, выполняющие роль пищеварительных желез; перитрофическая мембрана обволакивает пищу и защищает от механических повреждений;
• задняя кишка может быть дифференцирована на тонкую, толстую и прямую, содержит ректальные железы; вывод экскрементов происходит через анальное отверстие.

Органы выделения представлены мальпигиевыми сосудами, которые впадают в заднюю кишку. Основным продуктом выделения являются кристаллы мочевой кислоты. Функцию выделения обеспечивают почки накопления: перикардиальные клетки и клетки жирового тела. Продукты обмена могут откладываться в покровную кутикулу и удаляться в процессе линьки животного.

Кровеносная система незамкнутая. Гемолимфа, за счет работы сердца, свободно перемещается по полостям тела, омывая органы. Сердце имеет форму трубки, разделенной на камеры замкнутой с одной стороны. Расположено сердце на спинной стороне тела. У некоторых насекомых гемолимфа ядовитая, что играет защитную функцию.

Пример 1

Жуки-нарывники и божьи коровки имеют кровь, обладающую едкими свойствами. Во время опасности насекомые выбрызгивают гемолимфу из мест сочленения ног и сегментов. Такое произвольное кровопускание называется аутогеморрагия.

Дыхательная система трахейного типа. Трахеи открываются наружу дыхальцами – стигмами. Количество дыхалец может быть разным, максимальное число – $10$. Трахейная система, содержащая дыхальца, называется открытой (майский жук, мухи-пчеловидки), не имеющая дыхалец – закрытой (личинки стрекозы-коромысло). Трахеи могут образовывать воздушные мешки, облегчающие удельный вес насекомого.

Нервная система построена по типу брюшной нервной цепочки. Головной мозг состоит из трех отделов: прото-, дейто-, тритоцеребрума. В пределах класса происходит олигомеризация ганглиев брюшной нервной цепочки. Сформирована система симпатических нервов.

Центральная нервная система содержит нейросекреторные клетки, секрет которых регулирует деятельность эндокринных желез и выработку гормонов.

Развитие может быть прямым или протекать с метаморфозом. Различают:

1. Аметаболию – прямое развитие первичнобескрылых насекомых.
2. Гемиметаболию – развитие с постепенным метаморфозом. Встречается у крылатых насекомых (саранча, тараканы, клопы, цикады и др.).
3. Голометаболию – полное превращение, протекающее с чередование фаз: яйцо – личинка – куколка – имаго. Характерно для двукрылых, бабочек, жуков, перепончатокрылых, сетчатокрылых и ручейников.

Материал из сайт. Энциклопедия пчеловодства

Насеко́мые - класс беспозвоночных членистоногих животных , возникший около 410 миллионов лет назад. Согласно традиционной классификации, вместе с многоножками относятся к подтипу трахейнодышащих . Название класса происходит от глагола «сечь» (насекать) и представляет собой кальку с французского «insecte » (латинского insectum , ср. греческое ἔντομον с тем же значением), означающего «животное с насечками». Тело насекомых покрыто хитинизированной кутикулой , образующей экзоскелет , и состоит из трёх отделов: головы, груди и брюшка. Во многих группах насекомых второй и третий сегменты груди несут по паре крыльев. Ног три пары, и они крепятся на грудном отделе. Размеры тела насекомых от 0,2 миллиметров до 30 сантиметров и более.

Наука, изучающая насекомых, называется энтомологией .

Систематика

Латинское название Insecta имеет формальное авторство Карла Линнея в силу правил Международного кодекса зоологической номенклатуры , согласно которому дата выхода 10-го издания линнеевской «Системы природы » () является исходной датой приоритета для всех названий зоологических таксонов. Применительно к типифицированным названиям видов, родов, семейств и промежуточных между ними действуют правила Международного кодекса зоологической номенклатуры, но на такие нетипифицированные названия, как Insecta , они не распространяются. В результате этого в научной литературе использовали название «Insecta» для самых разных таксонов. Исходно, со времён Аристотеля , это название относилось к наземным членистоногим (шестиногим , паукообразным и другим), но не к ракообразным . Линней поместил ракообразных в класс Insecta , так что Insecta по Линнею приблизительно соответствует нынешнему таксону Arthropoda (членистоногие). Ж. Б. Ламарк относил к классу Insecta некоторых крылатых насекомых. Прочие авторы использовали название «Insecta» в том или ином значении, промежуточном между линнеевским и ламарковским. Наиболее традиционным является использование название «Insecta» (Уильям Элфорд Лич , 1815) - в значении шестиногие ; но и в современной научной литературе название «Insecta» употребляют не менее чем в трёх или четырёх разных значениях. Термин Hexapoda используется как ещё одно обозначение Insecta , особенно в тех случаях, когда примитивные бескрылые насекомые (Apterygota ) не рассматриваются как истинные насекомые. В старой мировой и русской литературе «насекомыми» чаще всего называют группу в широком объёме, включающую первичнобескрылых насекомых и всех Pterygota (иногда используют и название Hexapoda ). В современном понимании класс Insecta принимается в более узком объёме. Двухвостки , коллемболы и бессяжковые учёными либо противопоставляются насекомым, образуя отдельный класс Entognatha , либо считаются самостоятельными классами.

Число видов

По состоянию на август 2013 года учёными описан 1070781 биологический вид насекомых, включая 17 203 ископаемых вида. Оценка истинного общего числа видов насекомых находится в промежутке примерно от 2 до около 8 миллионов единиц. Ежегодно описывается не менее 7000-7500 новых для науки видов насекомых. Среди четырёх десятков современных и вымерших отрядов выделяются 5 крупнейших: жесткокрылые (392 415 видов), двукрылые (160 591), чешуекрылые (158 570), перепончатокрылые (155 517) и полужесткокрылые (104 165).

Внешнее строение

Тело насекомых подразделяется на три сегментированных отдела: голова, грудь и брюшко . Каждый сегмент подразделяется на четыре части - верхнее полукольцо называется тергит , нижнее полукольцо называется стернит , боковые стенки - плейриты . При обозначении взаимного расположения частей тела и органов термином «дорсальный» (dorsalis ) обозначают верхнюю сторону тела, а «вентральный» (ventralis ) - нижнюю сторону. Выделяют также мезосому (у муравьёв из трёх грудных сегментов и первого абдоминального сегмента проподеума) и метасому (стебелёк и брюшко).

Отличительной чертой насекомых является наличие у них хитинового экзоскелета , представляющего собой наружный покров тела и конечностей. Покрывающее тело кутикула образует плотный наружный экзоскелет, но в ряде случаев она мягкая и тонкая. Твёрдый наружный скелет создаёт ряд преимуществ: защищает тело от механических воздействий, высыхания и прочего и увеличивает сопротивление деформации. Имеет он и ряд недостатков (например, большие энергозатраты, связанные с линькой). Экзоскелет подразделён на отдельные щитки - склериты (sclerites ), соединённые более тонкими участками кутикулы. Поверхность покровов обычно несёт разного рода выросты, складки, шипы, чешуйки, щетинки, мелкие волоски - хетоиды . К кутикуле относят также подвижные кожные волоски - хеты .

Окраска тела и его частей у насекомых очень разнообразна. Различают структурную и пигментную окраску. Структурная связана с некоторыми специфическими особенностями поверхностной структуры кутикулы (микроскопическими рёбрышками, пластинками, чешуйками и т. п.), которые создают эффекты интерференции , дифракции и дисперсии света - металлически блестящие оттенки. Пигментная окраска обусловлена пигментами , которые часто содержатся в кутикуле, реже в клетках гиподермы или жирового тела . У многих насекомых наблюдается сочетание этих двух типов окраски. Большинство видов насекомых имеют весьма яркие рисунки на различных частях своего тела. Преимущественно ярко окрашены насекомые с дневной активностью, приуроченные к растительным субстратам. Для многих видов, перемещающихся по поверхности почвы или обладающих ночной активностью, характерна однотонная и преимущественно тёмная окраска тела. Окраска может быть одноцветной либо состоящей из комбинации нескольких цветов, преимущественно двух - трёх, реже - большего числа цветов. На общем фоне могут иметься пятна, полосы или любой другой рисунок.

Дыхательная система

Органы чувств

Насекомые, как и другие многоклеточные организмы, имеют множество различных рецепторов , или сенсилл , чувствительных к определённым раздражителям. Рецепторы насекомых очень разнообразны. У насекомых есть механорецепторы (слуховые рецепторы, проприоцепторы), фоторецепторы, терморецепторы, хеморецепторы. С их помощью насекомые улавливают энергию излучений в виде тепла и света, механические вибрации, включая широкий диапазон звуков, механическое давление, силу тяжести, концентрацию в воздухе водяных паров и летучих веществ, а также множество других факторов. Насекомые обладают развитым чувством обоняния и вкуса. Механорецепторами являются трихоидные сенсиллы, которые воспринимают тактильные стимулы. Некоторые сенсиллы могут улавливать малейшие колебания воздуха вокруг насекомого, а другие - сигнализируют о положении частей тела относительно друг друга. Воздушные рецепторы воспринимают скорость и направление потоков воздуха поблизости от насекомого и регулируют скорость полёта.

Зрение

Цветовое зрение насекомых может быть дихроматическим (муравьи, жуки-бронзовки) или трихроматическим (пчелиные и некоторые бабочки). Как минимум один вид бабочек обладает тетрахроматическим зрением . Существуют насекомые, которые способны различать цвета только одной (верхней или нижней) половинкой фасеточного глаза (четырёхпятнистая стрекоза). Для некоторых насекомых видимая часть спектра сдвинута в коротковолновую сторону. Например, пчёлы и муравьи не видят красного цвета (650-700 нм), но различают часть ультрафиолетового спектра (300-400 нм). Пчёлы и другие насекомые-опылители могут увидеть на цветках ультрафиолетовые рисунки, скрытые от зрения человека.

Слух

Восприятие звуков, передающихся через твёрдый субстрат, осуществляется у насекомых виброрецепторами, находящимися в голенях ног вблизи их сочленения с бедром. Многие насекомые обладают высокой чувствительностью к сотрясениям субстрата, на котором они находятся. Восприятие звуков через воздух или воду осуществляется фонорецепторами. Двукрылые воспринимают звуки при помощи джонстоновых органов . Наиболее сложными слуховыми органами насекомых являются тимпанальные органы . Количество сенсилл, входящих в состав одного тимпанального органа, варьирует от 3 (некоторые бабочки) до 70 (саранчовые) и даже до 1500 (у певчих цикад).

Многие насекомые являются эктотермами (животные, для которых источником тепла является окружающая среда), другие же могут быть эндотермами (самостоятельно производить тепло внутри своего тела биохимическими процессами). Эндотермических насекомых корректней описать как гетеротермов, потому что они не являются целиком эндотермичными. Когда тепло производится, различные части тела насекомых могут иметь разную температуру, например, ночные бабочки производят для полёта тепло в груди, но их брюшко при этом относительно не нагревается.

Особенности поведения

Внутривидовая коммуникация

Контактные сигналы

Пчёлы-разведчицы могут сообщать членам своей семьи с помощью особого танца путь к найденному источнику корма. Танцуют пчелы в темноте, внутри улья. Расшифровкой языка танцев пчёл занимался Карл фон Фриш , получивший в 1973 году за свои работы в этой области Нобелевскую премию. Важную роль играют контактные сигналы (касание антеннами) во время трофаллаксиса .

Феромоны

Феромоны используются насекомыми для самых разнообразных целей. Они вызывают ответную реакцию у особей того же вида. Выделяют две функциональные группы феромонов: релизеры и праймеры. Феромоны-релизеры вызывают немедленную поведенческую реакцию. Они широко распространены у насекомых, опосредуют половое поведение, образование скоплений, распределение особей в пространстве при высокой плотности популяции одного вида. Самыми важными являются половые феромоны, облегчающие встречу самцов и самок. Феромоны-праймеры вызывают медленные реакции и, способствуя физиологическим изменениям, либо тормозят, либо возбуждают поведенческие реакции.

Ориентация в пространстве

Важнейшим средством ориентации многих насекомых служат зрительные, звуковые стимулы и запахи. Медоносные пчёлы используют ориентацию по Солнцу для указания другим особям своего улья направления к источнику нектара (круговой и виляющий танцы пчёл). Обладая возможностью ориентироваться по плоскости поляризации света , насекомые могут определить положение Солнца и в облачную погоду. Пчёлы и осы ориентируются, запоминая расположение своего гнезда относительно окружающих его предметов (деревья, кустарники, камни и пр.). Перед тем как улететь, многие одиночные осы кружатся над гнездом, запоминая основные вехи на пути к нему. В случае пчёл, если передвинуть улей в сторону на расстояние меньше одного метра, то возвращающиеся со взятком пчёлы ищут его на прежнем месте и не сразу находят его на новом.

Экология

Взаимоотношения с другими организмами

В ходе длительной эволюции у насекомых образовались многообразные

Около 1 млн. видов.

Тело разделено на голову, грудь и брюшко.

Конечности: 6 ног и крылья; расположены на грудных сегментах.

Покровы: хитиновая кутикула и гиподерма содержат пигмент и определяют окраску насекомого. Изнутри к покровам прикреплены мышцы.

Рост сопровождается линьками.

Конечности головы:

одна пара антенн ;

нечленистые верхние челюсти, или мандибулы;

членистые нижние челюсти, или максиллы;

членистая, внешне непарная нижняя губа, являющаяся второй парой нижних челюстей, слившихся между собой.

Эти элементы образуют различные типы ротовых аппаратов (исходный - грызущий тип).

Рис. Типы ротовых аппаратов (1 - верхняя губа, 2 - мандибулы, 3 - максиллы, 4 - максиллярный щупик, 5 - нижняя губа, 6 - нижнегубной щупик)

6. Грудь состоит из трёх члеников, каждый из которых несёт по паре членистых конечностей. В зависимости от типа передвижения образуются разные типы конечностей (исходный тип - бегательная нога с относительно равномерно развитыми члениками).

Рис. Типы конечностей насекомых

7. На втором и третьем грудных сегментах находятся крылья, представляющие собой выросты покровов. Обычно их две пары. Существует группа первичнобескрылых насекомых, предки которых никогда не имели крыльев. У отряда двукрылые задняя пара крыльев редуцирована, а у ряда групп передние крылья превращены в жёсткие или кожистые надкрылья, выполняющие защитную функцию.

8. Брюшко состоит из многих, в целом однотипных, сегментов, исходно из 10, не считая хвостового членика, но у отдельных отрядов их число может уменьшаться до 6-7.

9. Нервная система: головной ганглий (мозг) и брюшная нервная цепочка.От ганглиев расходятся нервы ко всем органам.

10. Органы чувств хорошо развиты: обоняние, органы вкуса (на лапках и ротовых придатках)

Звуковоспринимающие структуры расположены на различных частях тела: у сверчков и кузнечиков органы слуха находятся на передних голенях, а у саранчовых - у основания брюшка. Возможно, многие виды вообще "глухи" в нашем понимании, но улавливают предупреждающие об опасности или присутствии добычи сигналы в форме вибраций поверхностей, на которых они сидят.

Глаза бывают двух типов:

два фасеточных глаза дают мозаичное зрение;

три простых глаза, расположенные треугольником на лбу, различают свет и темноту, помогают насекомым регулировать суточную активность, а также, у летающих форм, следить за линией горизонта.

Насекомые воспринимают ультрафиолетовые волны и поляризацию света, что позволяет им ориентироваться по направлению на Солнце при сплошной облачности.

11. Кровеносная система незамкнутая. Кровеносная система состоит из единственного сосуда - переходящего спереди в суженную аорту трубчатого многокамерного сердца, продольно лежащего в спинной части тела. Кровь выталкивается вперед благодаря сокращению его стенок, свободно обтекает внутренние органы и вновь всасывается внутрь сердца, когда его стенки растягиваются специальными мышцами, через маленькие отверстия с клапанами - остии.

Гемолмфа не участвует в газообмене, поэтому не содержит эритроцитов и дыхательных пигментов. Ее роль ограничивается переносом питательных веществ, продуктов обмена, гормонов, заживляющих раны и некоторых других соединений, а также поддержанием водно-солевого баланса организма. Исключения: крупные виды насекомых в гемолимфесодержат гемоцианин, а у некоторых водных личинок (например, комаров-звонцов), кровь содержит гемоглобин.

12. Дыхательная система большинства насекомых представлена множеством трахей, пронизывающих всё тело и открывающихся наружу отверстиями по бокам брюшка. Трахеи ветвятся и опутывают все внутренние органы. Трахейная система насекомых выполняет не только роль снабжения организма кислородом, но и транспортную функцию по доставке кислорода к тканям. Наличия трахейной системы, пронизывающей всё тело, не позволяет насекомым достигать крупных размеров.

13. Пищеварительная система:

ротовая полость + слюнные железы - глотка - пищевод - зоб - жевательный желудок - железистый желудок (средняя кишка + пищеварительные железы) - задняя кишка - анальное отверстие

14. Выделительная система:

мальпигиевы сосуды - выросты в виде слепых трубочек на границе между средней и задней кишкой. Они всасывают продукты распада из крови и направляют их в кишечник, откуда те в составе фекалий удаляются через анальное отверстие.

жировое тело - соединтельная ткань внутренней среды насекомых, клетки которой могут накапливать мочевую кислоту и ряд других продуктов метаболизма.

15. Половая система: раздельнополые животные, иногда с выраженным половым диморфизмом. Оплодотворение внутреннее. У некоторых - партеногенез.

Яйцерождение или яйцеживорождения.

Развитие с полным или неполным превращением (метаморфозом). Из яйца выходит личинка, которая растёт, претерпевая несколько линек. Число линек в течение развития личинки изменяется от трёх (мухи) до 25-30 (подёнки и веснянки). После каждой линьки личинка переходит в следующий возраст, поэтому линьки разделяют между собой возраста личинок , при этом количество возрастов равно количеству линек. У насекомых с неполным превращением возраста личинок обычно хорошо различаются по ряду признаков - степени развития крыловых зачаток, числу члеников в усиках и др. Развитие личинок здесь сопровождается существенными внешними их изменениями.

У личинок насекомых с полным превращением переход их из одного возраста в другой проявляется главным образом в увеличении размеров тела, которые, однако, изменчивы.

Типы развития насекомых

По типу постэмбрионального развития насекомые делятся на две группы:

насекомые с полным превращением (голометаболические) : личинки обычно имеют червеобразную форму. Последняя личиночная стадия превращается в куколку: внешне покоящуюся форму, внутри которой происходят крупные перестройки, фактически все внутренние органы образуются заново из групп специальных клеток - имагинальных дисков. Из куколки выходит взрослое насекомое, совершенно не похожее на личинку.

насекомые с неполным превращением (гемиметаболические) : личинка похожа на взрослое насекомое, отличаясь недоразвитием половой системы и крыльев. Последняя линька происходит с образованием крыльев, и появляется взрослое насекомое.
Личинки насекомых с неполным превращением имеют сложные глаза, такие же, как у взрослых, ротовые органы и в старших возрастах - хорошо выраженные наружные зачатки крыльев. Помимо этого, у многих насекомых с неполным превращением личинки ведут сходный с имаго образ жизни и могут встречаться совместно с последними.
Вследствие большого морфологического и биологического сходства с имаго такие личинки называются имагообразными или нимфами. Нимфы веснянок и стрекоз претерпевают особую модификацию - они тоже похожи на имаго, но живут в воде и обладают провизорными, то есть специально личиночными, органами - жабрами и др. Таких личинок называют наядами .
В качестве подтипа гемиметаморфоза выделяют также его упрощение - гипоморфоз (лат. hypomorphosis), характерный для вторично бескрылых представителей насекомых с неполным превращением - вшей, пухоедов, некоторых тараканов, прямокрылых и др. При гипоморфозе нимфы внешне практически неотличимы от имаго. Прежде считалось даже, что эти насекомые развиваются без превращения.

Взрослые насекомые - имаго - не растут и не линяют.

Полный метаморфоз - более прогрессивный тип развития: личинки и взрослые насекомые не конкурируют за пищу и среду обитания; специализация стадий.

Значение личиночных стадий:

накопления пластических и энергетических веществ

Значение имаго:

размножение

расселение.

Тип Иглокожие

Насекомые в настоящее время являются самой процветающей группой животных на Земле.

Тело насекомых подразделяется на три отдела: голову, грудь и брюшко.

На голове насекомых находятся фасеточные глаза и четыре пары придатков. У некоторых видов кроме фасеточных глаз имеются простые глазки. Первая пара придатков представлена усиками (антеннами), являющимися органами обоняния. Остальные три пары образуют ротовой аппарат. Верхняя губа (лабрум), непарная складка, прикрывает верхние челюсти. Вторая пара ротовых придатков образует верхние челюсти (мандибулы), третья пара - нижние челюсти (максиллы), четвертая пара срастается и образует нижнюю губу (лабиум). На нижней челюсти и нижней губе могут находиться по паре щупиков. К ротовому аппарату относится язык (гипофаринкс) - хитиновое выпячивание дна ротовой полости (рис. 3). В связи со способом питания, ротовые аппараты могут быть различных типов. Различают грызущий, грызуще-лижущий, колюще-сосущий, сосущий и лижущий типы ротовых аппаратов. Первичным типом ротового аппарата следует считать грызущий (рис. 1).

рис. 1.
1 - верхняя губа, 2 - верхние челюсти, 3 - нижние челюсти, 4 - нижняя губа,
5 - основной членик нижней губы, 6 - "стволик" нижней губы, 7 - нижнечелюстной щупик,
8 - внутренняя жевательная лопасть нижней челюсти, 9 - наружная
жевательная лопасть нижней челюсти, 10 - подподбородок,
11 - ложный подбородок, 12 - нежнегубной щупик, 13 - язычок, 14 - придаточный язычок.

Грудь состоит из трех сегментов, которые называются соответственно переднегрудь, среднегрудь и заднегрудь. Каждый из сегментов груди несет пару конечностей, у летающих видов на средне- и заднегруди находятся по паре крыльев. Конечности членистые. Основной членик ноги называется тазик, за ним следуют вертлуг, бедро, голень и лапка (рис. 2). В связи с образом жизни конечности бывают ходильными, бегательными, прыгательными, плавательными, копательными и хватательными.

рис. 2. Схема строения
конечности насекомого:
1 - крыло, 2 - тазик, 3 - вертлуг,
4 - бедро, 5 - голень, 6 - лапка.

рис. 3.
1 - фасеточные глаза, 2 - простые глазки, 3 - мозг, 4 - слюнная
железа, 5 - зоб, 6 - перднее крыло, 7 - заднее крыло, 8 - яичник,
9 - сердце, 10 - задняя кишка, 11 - хвостовая щетинка (церка),
12 - антенна, 13 - верхняя губа, 14 - мандибулы (верхние
челюсти), 15 - максиллы (нижние челюсти), 16 - нижняя губа,
17 - подглоточный ганглий, 18 - брюшная нервная цепочка,
19 - средняя кишка, 20 - мальпигиевы сосуды.

Число сегментов брюшка варьирует от 11 до 4. На брюшке у низших насекомых имеются парные конечности, у высших насекомых они видоизменяются в яйцеклад или другие органы.

Покровы представлены хитиновой кутикулой, гиподермой и базальной мембраной, защищают насекомых от механических повреждений, потери воды, являются наружным скелетом. Насекомые имеют много желез гиподермального происхождения: слюнные, пахучие, ядовитые, паутинные, восковые и пр. Окраска покровов насекомых обуславливается пигментами, содержащимися в кутикуле или гиподерме.

рис. 4. Продольный разрез через
голову черного таракана:
1 - ротовое отверстие, 2 - глотка,
3 - пищевод, 4 - головной мозг
(надглоточный нервный узел),
5 - подглоточный нервный узел,
6 - аорта, 7 - проток слюнных
желез, 8 - гипофаринкс, или
подглоточник, 9 - предротовая
полость, 10 - передний отдел
предротовой полости, или
цибарий, 11 - задний отдел
предротовой полости,
или саливарий.

Мышцы насекомых по гистологическому строению относятся к поперечнополосатым, они отличаются способностью к очень высокой частоте сокращений (до 1000 раз в секунду).

Пищеварительная система как у всех членистоногих подразделяется на три отдела, передний и задний отделы имеют эктодермальное происхождение, средний - энтодермальное (рис. 5). Пищеварительная система начинается ротовыми придатками и ротовой полостью, в которую открываются протоки 1-2 пар слюнных желез. Первая пара слюнных желез вырабатывает пищеварительные ферменты. Вторая пара слюнных желез может видоизменяться в паутинные или шелкоотделительные железы (гусеницы многих видов бабочек). Протоки каждой пары соединяются в непарный канал, который открывается у основания нижней губы под гипофаринксом. Передний отдел включает в себя глотку, пищевод и желудок. У некоторых видов насекомых пищевод имеет расширение - зоб. У видов, питающихся растительной пищей, в желудке находятся хитиновые складки, зубцы, способствующие перетиранию пищи. Средний отдел представлен средней кишкой, в которой происходит переваривание и всасывание пищи. В своей начальной части средняя кишка может иметь слепые выросты (пилорические придатки). Пилорические придатки функционируют как пищеварительные железы. У многих насекомых, питающихся древесиной, в кишечнике поселяются симбиотические простейшие и бактерии, выделяющие фермент целлюлазу и этим способствующие перевариванию клетчатки. Задний отдел представлен задней кишкой. На границе между средней и задней отделами в просвет кишечника открываются многочисленные слепо замкнутые мальпигиевы сосуды. Задняя кишка имеет ректальные железы, которые отсасывают из остатков пищевой массы воду.

рис. 5. Схема строения
пищеварительной системы
черного таракана:
1 - слюнные железы, 2 -
пищевод, 3 - зоб, 4 -
пилорические придатки,
5 - средняя кишка,
6 - мальпигиевы сосуды,
7 - задняя кишка,
8 - прямая кишка.

Органы дыхания насекомых - трахеи, по которым осуществляется транспорт газов. Трахеи начинаются отверстиями - дыхальцами (стигмами), которые находятся по бокам среднегруди и заднегруди и на каждом членике брюшка. Максимальное число дыхалец - 10 пар. Часто стигмы имеют особые замыкательные клапаны. Трахеи имеют вид тонких трубочек и пронизывают все тело насекомого (рис. 6). Концевые ветви трахей заканчиваются звездчатой трахейной клеткой, от которой отходят еще более тонкие трубочки - трахеолы. Иногда трахеи образуют небольшие расширения - воздушные мешки. Стенки трахей выстланы тонкой кутикулой, имеющие утолщения в форме колец и спиралей.

рис. 6. Схема
строения
дыхательной
системы черного
таракана

Кровеносная система насекомых - незамкнутого типа (рис. 7). Сердце находится в перикардиальном синусе на дорсальной стороне брюшного отдела тела. Сердце имеет вид трубки, слепо замкнутой на заднем конце. Сердце разделено на камеры, каждая камера имеет по бокам парные отверстия с клапанами - остии. Число камер - восемь и меньше. К каждой камере сердца подходят мышцы, обеспечивающие ее сокращение. Волна сокращений сердца от задней камеры кпередней обеспечивает одностороннее движение крови вперед.

Гемолимфа движется из сердца в единственный сосуд - в головную аорту и далее выливается в полость тела. Через многочисленные отверстия гемолимфа попадает в полость перикардиального 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 - снабжение органов питательными веществами и перенос продуктов обмена корганам выделения. Дыхательная функция гемолимфы незначительна, лишь у некоторых водных личинок насекомых (личинки комаров-звонцов) гемолимфа имеет гемоглобин, окрашена в ярко-красный цвет и отвечает за транспорт газов.

Органами выделения насекомых являются мальпигиевы сосуды и жировое тело. Мальпигиевы сосуды (в количестве до 150) имеют эктодермальное происхождение, впадают в просвет кишечника на границе между средним и задним отделами кишечника. Продукт выделения - кристаллы мочевой кислоты. Жировое тело насекомых помимо основной функции - накопления запасов питательных веществ, служит еще и «почкой накопления». В жировом теле имеются особые экскреторные клетки, которые постепенно насыщаются труднорастворимой мочевой кислотой.

рис. 7. Схема строения
кровеносной системы
черного таракана:
1 - сердце, 2 - аорта.

Центральная нервная система насекомых состоит из парных надглоточных ганглиев (головного мозга), подглоточных ганглиев и сегментарных ганглиев брюшной нервной цепочки. Головной мозг включает в себя три отдела: протоцеребрум, дейтоцеребрум и тритоцеребрум. Протоцеребрум иннервирует акрон и размещающиеся на нем глаза. На протоцеребруме развиваются грибовидные тела, к которым подходят нервы от органов зрения. Дейтоцеребрум иннервирует усики, тритоцеребрум - верхнюю губу.

В состав брюшной нервной цепочки входят 11-13 пар ганглиев: 3 грудных и 8-10 брюшных. У некоторых насекомых грудные и брюшные сегментарные ганглии сливаются в грудные и брюшные нервные узлы.

Периферическая нервная система представлена нервами, отходящими от центральной нервной системы, и органами чувств. Имеются нейросекреторные клетки, нейрогормоны которых регулируют деятельность эндокринных органов насекомых.

Чем сложнее поведение насекомых, тем сильнее развит у них головной мозг и грибовидные тела.

Органы чувств насекомых достигают высокой степени совершенства. Возможности их сенсорного аппарата часто превосходят таковые высших позвоночных животных и человека.

Органы зрения представлены простыми и сложными глазами (рис. 8). Сложные, или фасеточные глаза располагаются по бокам головы и состоят из омматидиев, число которых у различных видов насекомых варьирует от 8-9 (муравьи) до 28000 (стрекозы). У многих видов насекомых зрение цветное. Каждый омматидий воспринимает небольшую часть из поля зрения всего глаза, изображение складывается из множества мелких частичек изображения, такое зрение иногда называют «мозаичным». Роль простых глазков до конца не изучена, установлено, что они воспринимают поляризованный свет.

рис. 8.
А - фасеточный глаз (на разрезе видны омматидии), Б - схема
строения отдельного омматидия, В - схема строения простого
глазка: 1 - хрусталик, 2 - хрустальный конус, 3 - пигментные
клетки, 4 - зрительные (ретинальные) клетки,
5 - рабдом (зрительный стержень), 6 - фасетки (наружные
поверхности хрусталика), 7 - нервные волокна.

Многие насекомые способны издавать звуки и слышать их. Органы слуха и органы, издающие звуки, могут находиться на любом участке тела. Например, у кузнечиков, органы слуха (тимпанальные органы) располагаются на голенях передних ног, здесь имеются по две узкие продольные щели, ведущие к барабанной перепонке, связанной с рецепторными клетками. Органы, издающие звуки, находятся на передних крыльях, причем левое крыло соответствует «смычку», а правое - «скрипке».

Органы обоняния представлены совокупностью обонятельных сенсилл, расположенных, в основном, на антеннах. Антенны самцов развиты в большей степени, чем антенны самок. По запаху насекомые разыскивают пищу, места для откладки яиц, особей противоположного пола. Самки выделяют особые вещества - половые аттрактанты, привлекающие самцов. Самцы бабочек находят самок на расстоянии 3-9 км.

Вкусовые сенсиллы располагаются у жуков на челюстных и губных щупиках, у пчел, мух, бабочек - на ножках, у пчел, муравьев - на усиках.

Осязательные рецепторы, термо- и гигрорецепторы рассеяны по поверхности тела, но больше всего их на усиках и щупиках. Многие насекомые воспринимают магнитные поля и их изменение, где находятся органы, воспринимающие эти поля, пока неизвестно.

Насекомые - раздельнополые животные. У многих видов насекомых выражен половой диморфизм. В состав мужской половой системы входят: парные семенники и семяпроводы, непарный семяизвергательный канал, совокупительный орган и придаточные железы. В состав совокупительного органа входят кутикулярные элементы - гениталии. Придаточные железы выделяют секрет, разбавляющий сперму и формирующий оболочку сперматофора. В состав женской половой системы входят: парные яичник и яйцеводы, непарное влагалище, семяприемник, придаточные железы. Самки некоторых видов имеют яйцеклад. Гениталии самцов и самок имеют сложное строение и таксономическое значение.

Насекомые размножаются половым способом, для ряда видов известен партеногенез (тли).

Развитие насекомых делится на два периода - эмбриональное, включающее развитие зародыша в яйце, и постэмбриональное, которое начинается с момента выхода личинки из яйца и заканчивается смертью насекомого. Постэмбриональное развитие проходит с метаморфозом. По характеру метаморфоза эти членистоногие подразделяются на две группы: насекомые с неполным превращением (гемиметаболические) и насекомых с полным превращением (голометаболические).

У гемиметаболических насекомых личинка похожа на взрослое животное. Отличается от него недоразвитыми крыльями - гонадами, отсутствием вторичных половых признаков, меньшими размерами. Такие имагоподобные личинки называются нимфами. Личинка растет, линяет, после каждой линьки зачатки крыльев увеличиваются. После нескольких линек из нимфы старшего возраста выходит имаго.

У голометаболических насекомых личинка не похожа на имаго не только по строению, но и экологически, например, личинка майского жука живет в почве, имаго - на деревьях. Личинки после нескольких линек превращаются в куколок. Во время стадии куколки происходит разрушение личиночных органов и формирование организма взрослого насекомого.

рис. 9.
А - открытая (наездник), Б -
покрытая (бабочка),
В - скрытая (муха).

Личинки голометаболических насекомых не имеют сложных глаз и зачатков крыльев. Их ротовой аппарат грызущего типа, усики и конечности - короткие. По степени развития конечностей выделяют четыре типа личинок: протоподные, олигоподные, полиподные, аподные. У протоподных личинок имеются лишь зачатки грудных ног (пчелы). У олигоподных личинок - три пары нормальных ходильных ног (жуки, сетчатокрылые). Полиподные личинки кроме трех пар грудных ног имеют еще несколько пар ложных ножек на брюшке (бабочки, пилильщики). Брюшные ножки представляют собой выступы стенки тела, несут на подошве шипики и крючочки. Аподные личинки конечностей не имеют (двукрылые).

По способам движения личинки голометаболических насекомых подразделяются на камподеовидных, эруковидных, проволочниковых и червеобразных.

Камподеовидные личинки имеют длинное гибкое тело, бегательные ноги и чувствующие церки (жужелицы). Эруковидные личинки - мясистое слабоизогнутое телос конечностями или без (майские жуки, бронзовки, навозники). Проволочниковые - с жестким телом, круглым в поперечнике, с опорными церками (жуки-щелкуны, чернотелки). Червеобразные - по внешнему виду похожи на червей, безногие (двукрылые и многие другие).

Куколки бывают трех типов: свободные, покрытые, скрытые (рис. 9). У свободных куколок зачатки крыльев и конечностей хорошо видны, свободно отделены от тела, покровы - тонкие и мягкие (жуки). У покрытых куколок зачатки плотно прирастают к телу, покровы - сильно склеротизированные (бабочки). Скрытые куколки - свободные куколки, находящиеся внутри ложного кокона - пупария (мухи). Пупарий представляет собой несброшенную затвердевшую личиночную шкурку.

Страница 1 из 5

Тело насекомого

Тело насекомого состоит из трех частей: головы, груди и задней части. На голове 6 сегментов слились воедино и совсем не заметны. Грудь состоит из 3 сегментов. Задняя часть - обычно из 10, по бокам которых расположены дыхательные отверстия.

Скелет насекомых

Насекомые - беспозвоночные животные , поэтому строение их туловища коренным образом отличается от строения тела позвоночных животных, к которым относится и человек. Наше тело поддерживается скелетом, состоящим из позвоночника, ребер, костей верхних и нижних конечностей. К этому внутреннему скелету крепятся мускулы, с помощью которых тело может двигаться.

Насекомые обладают наружным, а не внутренним скелетом. Мускулы крепятся к нему изнутри. Плотная оболочка, так называемая кутикула, покрывает все тело насекомого, в том числе голову, лапки, усики и глаза. Подвижные суставы соединяют многочисленные пластинки, сегменты и трубки, имеющиеся в теле насекомого. Кутикула по своему химическому составу сходна с целлюлозой. Белок придает дополнительную прочность. Жиры и воск входят в состав поверхности оболочки тела. Поэтому панцирь насекомого прочен, несмотря на легкость. Он водо и воздухонепроницаем. На сочленениях образуется мягкая пленка. Однако такая прочная оболочка тела имеет существенный недостаток: она не растет вместе с телом. Поэтому насекомым приходится периодически сбрасывать свой панцирь. В течение жизни насекомое меняет множество оболочек. Некоторые из них, такие как чешуйницы, делают это более 20 раз. Панцирь насекомого нечувствителен к прикосновениям,теплу и холоду. Зато в нем есть отверстия, через которые с помощью специальных усиков и волосков насекомые определяют температуру, запахи и прочие характеристики окружающей среды.

Строение лапок насекомых

Жуки, тараканы и муравьи очень быстро бегают. Пчелы и шмели с помощью лапок собирают цветочную пыльцу в "корзиночки", расположенные на задних лапках. Богомолы используют передние лапки для охоты, зажимая ими жертву. Кузнечики и блохи, спасаясь от врага или разыскивая нового хозяина, совершают мощные прыжки. Водяные жуки и клопы используют лапки для гребли. Медведка своими широкими передними лапками прокапывает ходы в земле.

Несмотря на то что лапки различных насекомых выглядят по-разному, они имеют аналогичное строение. Лапка в тазике присоединяется к грудным сегментам. Затем следуют вертлуг, бедро и голень. Лапка разделена на несколько частей. На ее конце обычно расположен коготок.

Части тела насекомых

Волоски - микроскопические органы чувств, выступающие из кутикулы, с помощью которых насекомые соприкасаются с окружающим миром - обоняют, пробуют на вкус, слышат.

Ганглий - узлообразное скопление нервных клеток, отвечающее за деятельность отдельных частей тела.

Личинка - ранняя стадия развития насекомого, следующая за стадией яйца. Варианты личинок: гусеница, червячок, нимфа.

Мальпигиевы сосуды - выделительные органы насекомого в виде тонких трубок, которые выходят в кишечник между его средним отделом и прямой кишкой.

Опылитель - животное, которое переносит пыльцу с одного цветка на другой того же вида.

Ротовой аппарат - специально предназначенные для того, чтобы кусать, колоть или лизать, органы на голове насекомого, которыми они берут пищу, пробуют, размельчают и поглощают ее.

Сегмент - одна из нескольких составляющих тела насекомого. Голова состоит из 6 практически слившихся сегментов, грудь - из 3, задняя часть - обычно из 10 хорошо различимых сегментов

Смена оболочки - многократно повторяющийся процесс в жизни насекомого; оно сбрасывает старую оболочку, для того чтобы расти. На месте старой оболочки постепенно образуется новая.

Усики - нитевидные антенны на голове насекомого. Они выполняют функции органов чувств и служат для получения обонятельных, вкусовых, осязательных и даже слуховых ощущений.

Фасеточный глаз - сложный глаз насекомого, состоящий из отдельных глазков, количество которых может доходить до нескольких тысяч.

Хоботок - ротовой аппарат колюще-сосущих или лижуще-сосущих насекомых, например клопов, комаров, мух, бабочек и пчел.

Экзувия - старая оболочка насекомого, которую оно сбрасывает при вылупливании.