Насекомые — наши постоянные спутники по жизни. Как бы не стерилизовали операционные, хоть какая-нибудь муха да залетит, а уж в домах они всегда в большом количестве… Для инженеров робототехники насекомые — это вдохновение, потому что только они могут передвигаться по любой поверхности, а вот повторить это в искусственной модели очень сложно.
Как и другие , у насекомых внешний (экзо-) скелет, состоящий из хитина. Часто на покровах тела наблюдаются выросты — волоски, роговые образования, чешуйки и т.д.
Тело : голова, отдельно грудь и брюшко. 3 пары ходильных ног.У большинства насекомых есть крылья (обычно 2 пары).
Особенности внутреннего строения насекомых
Есть наземные насекомые, есть и водные представители, поэтому есть различия в дыхательной системе:
— у водных насекомых дыхание осуществляется всей поверхностью тела;
— у наземных — органы дыхания — трахеи.
Кровеносная система: система кровообращения незамкнутая, кровь насекомых называется гемолимфой. Основной сосуд, содержащий гемолимфу, тянется по длине насекомого в спинной части. Задняя часть этого сосуда содержит «сердце» — несколько пульсирующих камер, соединенных последовательно друг с другом.
Пищеварительная система:
1. Очень интересный ротовой аппарат — у различных видов он разный:
— грызущий — у тех насекомых, которые употребляют твердую пищу, или эту пищу надо добыть (выгрызть);
— сосущий (колюще-сосущий) — для приема жидкой пищи (бабочки и комары);
— мускойдный (и грызущий и сосущий, как у мух)
2. Система, состоящая из желудка, кишечника, прямой кишки и анального отверстия.
Выделительная система: мальпигиевы сосуды (как и у паукообразных).
Особенности строения нервной системы насекомых и органы чувств:
У насекомых очень интенсивное движение, причем не хаотичное, а вполне целенаправленное, поэтому такое движение должно хорошо координироваться. У насекомых уже настоящая нервная система — ганглий , состоящий из трех отделов — нервный узел, брюшная нервная цепочка и сеть нейронов по всему телу.
— усики (антенны) — органы осязания;
— глаза — могут быть фасеточными (сложными) и простыми, но тогда их должно быть несколько штук.
— насекомые хорошо воспринимают и различают запахи (у них основа общения — выделение и распознавание различных химических веществ).
Насекомые — раздельнополые . Оплодотворение в основном внутреннее.
Развитие происходит как с
Насекомые очень тесно связаны со многими другими организмами на Земле.
Для они — незаменимые опылители, для животных — питание.
Пространство между стенками тела и внутренними органами называется полостью тела.
Полость тела насекомых подразделена двумя тонкостенными горизонтальными перегородками на три отдела, или синуса: верхний, или перикардиальный, средний, или висцеральный, и нижний, или перинейральный (рис. 1).
В перикардиальном,т.е. околосердечном, отделе, рас- положенном над верхней диафрагмой, находится спин- ной сосуд, или сердце. В перинейральном отделе, расположенном под нижней диафрагмой, проходит брюшная нервная цепочка. Между верхней и нижней диафрагмой размещен наиболее крупный висцеральный отдел. В нем заключены пищеварительная и выделительная системы, жировое тело, а также органы размножения.
Дыхательная система, представленная большим числом воздухоносных трубок и трахей, проникающих во все внутренние органы и ткани, не связана с каким-либо отделом полости тела.
Жировое тело. Представляет собой рыхлую ткань, которая в виде лопастей и долек заполняет промежутки между внутренними органами тела. Окраска жирового тела в большинстве случаев желтовато-белая, реже желтая или зеленая. Клетки его богаты жировыми включениями и по своей природе и происхождению очень близки к клеткам крови насекомых – гемоцитам. Вместе с тем клетки жирового тела неоднородны и в зависимости от характера включений делятся на четыре группы: трофоциты, уратные клетки, мицетоциты, хромоциты.
Трофоциты, или питательные клетки, составляют основную массу жирового тела. При питании насекомого в них откладываются резервные вещества в виде полисахарида гликогена и жиров и осуществляется синтез белков. В период голодания эти вещества расходуются. Уратные клетки служат для накопления мочевой кислоты и ее солей, особенно
в период метаморфоза, когда мальпигиевы сосуды перестают функционировать (рис. 2). В мицетоцитах, или бактериоцитах, живут внутриклеточные симбиотические микроорганизмы – бактерии. Особенно часто такие клетки встречаются в жировом теле тараканов. Хромоциты содержат гранулы пигментов и участвуют в образовании окраски у тех видов насекомых, которые имеют прозрачные, лишенные пигментов покровы.
Таким образом, к функциям жирового тела относятся: накопление и расходование запасных питательных веществ, накопление и выведение экскретов, создание необходимых условий существования для симбионтов (впрочем, у мно-гих насекомых симбионты живут и в отделах кишечника), иногда окраска тела. Кроме этого, лопасти жирового тела вместе с трахеями составляют эластичную массу, поддерживающую органы насекомого. У насекомых, обладающих способностью свечения, в клетках жирового тела или в обособленных органах накапливается светящееся вещество люцеферин.
Степень развития жирового тела и характер пищевых резервов в нем служат важными показателями физиологического состояния насекомого. Имеются попытки использования этих показателей для прогнозирования выживаемости зимующих насекомых и их потенциальной плодовитости на примере клопов вредной черепашки и других.
МЫШЕЧНАЯ СИСТЕМА
Насекомые имеют хорошо развитую и дифференцированную мышечную систему. Мышцы соединяют подвижные части скелета и приводят их в действие. Как скелетная, так и висцеральная, т.е. внутренностная, мускулатура построена из поперечнополосатых мышечных волокон.
Мышечное волокно, как и у позвоночных животных, состоит из миофибрилл, погруженных в саркоплазму с многочисленными ядрами и митохондриями, богатыми окислительными ферментами. Снаружи каждое мышечное волокно окружено тонкой эластичной оболочкой – сарколеммой. Прикрепление мышц к кутикуле обеспечивается видоизмененными тонкими волокнами – тонофибриллами, которые представляют окончания миофибрилл.
Скелетные мышцы обслуживают движение тела, ходильных конечностей, ротовых органов, усиков и других придатков, а у взрослых насекомых – и крыловых органов. Начало мышц фиксировано на неподвижной части скелета, а вершина – на другой его подвижной части. Сокращение мышц вызывает смещение одного склерита по отношению к другому. Прикрепление мышц к кутикуле (скелету) обеспечивается тонкими волокнами, отходящими от конца мышцы, – тонофибриллами. Скелетные мышцы образуют 3 группы: головную, грудную и брюшную. Все вместе – это скелетно-мышечная система насекомых.
Основу брюшной группы составляют продольные, боковые и поперечные мышцы.
Продольные мышцы состоят из спинных и вентральных (рис. 3). Сокращаясь совместно, они действуют как ретракторы, т.е. укорачивают брюшко путем сближения его сегментов, но при сокращении отдельно вентральные изгибают брюшко вниз, а спинные выпрямляют его или изгибают вверх. Боковые мышцы расположены дорсовентрально и при сокращении сплющивают брюшко, обеспечивают его дыхательные движения. Поперечные мышцы участвуют в образовании верхней и нижней диафрагм, играющих важную роль в работе сердца.
Грудная группа состоит из продольных дорсовентральных, плейральных и кожных мышц (рис. 4). Продольные как и брюшные состоят из стенных и вентральных. В дорсовентральные входят элеваторы крыльев и мышцы, связанные с основанием мышц ног. При сокращении мышц идет превращение химической энергии в механическую работу.
Рис. 4. Мышцы крылового мотора насекомых. А – поперечный разрез грудного сегмента с мышцами непрямого действия при опущенных крыльях; Б – тоже при приподнятых крыльях; В – плейральные мышцы грудного сегмента сбоку: 1 – дорсовентральные мышцы, 2 – продольные, 3 – крылья, 4 – спинка, 5 – базалярная пластинка, 6 – передняя и задняя пара плейральных мышц, 7 – тазик.
Биохимическая сторона этих сокращений состоит в том, что в состав мышц входит сложный белок актомизин, обладающий сократительными свойствами, а также способностью катализировать гидролиз аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ), в которой содержится запас химической энергии, необходимой для работы мышц. Дефосфорилирование АТФ, т.е. отщепление от нее при гидролизе фосфорной кислоты (H 3 PO 4), сопровождается выделением химической энергии, которая и используется мышцей для механической работы – сокращения. Белок актомизин изменяет свои физические свойства и этим осуществляет сократительную функцию. Энергия АТФ восстанавливается за счет H 3 PO 4 . В синтезе АТФ участвует кислород, а значит, дыхание является обязательным процессом, обеспечивающим ее образование в мышцах.
Работа мышц регулируется нервной системой. Для этого в скелетной мускулатуре имеются периферические разветвления окончаний нервных клеток, контактирующие с мышечными волокнами. В синаптических зонах осуществляется переход возбуждения с нерва на мышцу.
112. Рассмотрите рисунок. Подпишите название частей тела жука, обозначенных цифрами.
1. Ротовой аппарат (голова)
3. Переднегрудь
4. Надкрылья
113. Дайте характеристику класса Насекомые.
Насекомые - класс беспозвоночных членистоногих животных, их насчитывается 1,5 млн видов.
Тело покрыто хитинизированной кутикулой, образующей экзоскелет, и состоит их трех отделов: головы, груди и брюшка.
Среда обитания: наземно-воздушная, водная, почвенная, организменная.
Длина тела - от мм до 15 см.
Строение: на голове пара усиков, ротовые органы (нижние, верхние челюсти; нижняя губа), пара фасеточных глаз. Грудь - две пары крыльев (одна пара - на переднегруди, вторая - на заднегруди), три пары ходильных конечностей. Крылья - складки хитинового покрова. Брюшко конечностей не имеет.
Органы чувств: осязание, обоняние - усики; вкус - щупики нижней губы и нижней челюсти; зрение - простые и сложные глаза.
114. Рассмотрите рисунки. Выпишите черты сходства и различия изображенных животных.
Сходство: относятся к одному типу Членистоногие, поэтому имеют наружный скелет, образованный хитиновой кутикулой, и сегментированное тело с парными членистыми конечностями.
Различия: краб (Ракообразные) имеет пять пар конечностей, паук (Паукообразные) - четыре, шмель (Насекомые) - три. У паука и краба головогрудь и брюшко, у шмеля - голова, грудь, брюшко. Шмель имеет крылья. Различается дыхательная система (жабры, легочные мешки, трахеи). Также различаются образ жизни и среды обитания.
115. На рисунке раскрасьте цветными карандашами системы внутренних орагнов насекомого и напишите названия органов, которые их составляют.
Нервная система: окологлоточное нервное кольцо, надглоточный ганглий и брюшная нервная цепочка.
Пищеварительная система: рот, глотка, пищевод, желудок, средний и задний кишечник, анальное отверстие. Есть слюнные железы.
Кровеносная система: сердце, сосуды.
Половая система: у самцов - семенники, семяпроводы, семяизвергающий канал; у самок - яичники, яйцеводы, влагалище.
Выделительная система: мальпигиевы сосуды.
116. Рассмотрите рисунок. Подпишите названия органов насекомого, обозначенных цифрами.
1 - антенны
2 - окологлоточное нервное кольцо
3 - грудной нервный узел
4 - трахеи
5 - яичник
6 - мальпигиевы сосуды
7 - средний отдел кишечника
8 - желудок
9 - пищевод
117. Заполните таблицу.
СИСТЕМЫ ОРГАНОВ НАСЕКОМЫХ.
Системы органов насекомых Органы Функции Покровы тела хитинизированная кутикула, внутренний слой клеток защитная, прикрепление мускулатуры, регулирование испарения воды Полость тела смешанная - гемоцель заключает в себе открытую кровеносную систему Мышечная мышечные пучки движение Нервная окологлоточное нервное кольцо, надглоточный ганглий и брюшная нервная цепочка регуляция жизнедеятельности, объединение организма в единое целое Органы чувств чувствительные клетки-рецепторы взаимосвязь с окружающей средой Кровеносная сердце, сосуды циркуляция крови, перенос питательных веществ Дыхательная трахеи газообмен Пищеварительная рот, глотка, пищевод, желудок, средний и задний кишечник, анальное отверстие. Есть слюнные железы переваривание пищи Выделительная мальпигиевы сосуды выведение из организма продуктов обмена Половая у самцов - семенники, семяпроводы, семяизвергающий канал; у самок - яичники, яйцеводы, влагалище вопроизведение потомства Эндокринная железистые образования выделение веществ, для привлечения особей себе подобных, для отпугивания врагов, для предупреждения об опасности
118. Как происходит развитие бабочки?
Бабочки - это насекомые, с полным циклом превращения. Между стадией личинки (гусеницы) и взрослой стадией (бабочки) находится стадя куколки. Все развитие можно представить соедующим образом: яйцо - гусеница - куколка - бабочка. Личинка бабочки совершенно не похожы на имаго. На стадии куколки происходит глобальная перестройка всего организма, с формированием тканей и органов взрослой особи.
119. Назовите и охаратеризуйте типы развития насекомых.
1) Развитие с неполным превращением. Три стадии: яйцо-личинка-взрослое насекомое (тараканы, поденки, стрекозы, богомолы, вши и т.п.). Из яиц появляются личинки внешне похожие на взрослые особи. они отличаются от имаго размером, неразвитостью половой системы и отсутствием крыльев. Личинки растут, несколько раз линяют и постепенно становятся похожими на взрослую особь. После этого насекомое больше не растет.
2) Развитие с полным превращением. Четыре стадии: яйцо-личинка-куколка-взрослое насекомое (бабочки, осы, мухи, муравьи и т.д.). Личинки совесм не похожи на взрослых особей. Тело, как правило, червеобразное; простые глаза или глаза вовсе отсутствуют. Личинки растут, несколько раз линяют. Затем личинка превращается в куколку, а их куколки выходит уже взрослая особь.
120. Пользуясь рисунком, расскажите о развитии кузнечика. Как называется такой тип развития?
У кузнечика развитие с неполным превращением. У них молодь, вышадшая из яйца, похожа на взрослую особь. С каждой линькой это сходство становится все больше.
121. Заполните таблицу.
ТИПЫ РАЗВИТИЯ НАСЕКОМЫХ.
122. Каково значение насекомых для человека?
Большое значение насекомые играют в хозяйственной деятельности, как опылители, повышают урожайность ультурных растений.
В данном учебном пособие мы познакомимся с основными частями строения насекомых которые приведены в иллюстрированном виде.
Голова бабочки Голова жука-оленя Голова кузнечика
со сложными глазами,
усиками и сосущим
Усики насекомых
Крылья насекомых Жук - скакун с брюшной стороны Ноги насекомых
Грудь и ее придатки
БРЮШКО И ЕГО ПРИДАТКИ
Строение покровов насекомого
Внутреннее строение насекомых (самка черного таракана)
Кровеносная система насекомых
Пищеварительная система насекомых
Нервная система насекомых (Особенность насекомых – гигантские нервные клетки)
Дыхательная система насекомых
Половая система насекомых
Неполное превращение насекомых (три стадии – яйцо, личинка, взрослое насекомое)
Полное превращение насекомых (четыре стадии развития – яйцо, личинка, куколка, взрослое насекомое)
◄ 
ЯЙЦА НАСЕКОМЫХ. Яйцо насекомого - это клетка размером от 0,02 до 10 мм и более. Оно кроме цитоплазмы и ядра содержит желток, необходимый для питания и развития зародыша. Яйцо снаружи покрыто оболочкой - хорионом. Под хорионом есть желточная оболочка. На поверхности хориона - отверстие для прохождения сперматозоидов. Яйца насекомых могут иметь любую форму, кроме разве яйцеобразной.
▼ КУКОЛКИ НАСЕКОМЫХ
ЛИЧИНКИ НАСЕКОМЫХ
Рабочие муравьи - хранители меда. Фуражиры медоносных муравьев заполняют нектаром брюшко отдельных молодых рабочих. Брюшко раздувается до размеров виноградины. В голодное время члены гнезда получают еду от хранителей меда
СХЕМА СТРОЕНИЯ ВНУТРЕННЕГО КОНУСА ГНЕЗДА РЫЖЕГО ЛЕСНОГО МУРАВЬЯ
Во внутреннем конусе происходит развитие молоди, за которое ответственны рабочие.
1. На наружном куполе - рабочие. У них зоб наполнен пищей, которой они обмениваются между собой и кормят царицу и личинок.
2. Яйца, отложенные царицей. Рабочие облизывают их и омывают жидкой пищей.
3. Рабочие кормят белковой пищей личинок разных возрастов. Личинки не пачкают свой «детский сад» - ведь у них средняя кишка замкнута и отходы накапливаются.
4. Каждая личинка, завершив развитие, окукливается в коконе.
5. Из коконов обычно выходят рабочие. Но летом из них выходят крылатые самки и самцы, которые покидают гнездо.
Схема родственных отношений между отрядами насекомых
(вымершие отряды отмечены знаком +).
Внутреннее строение ланцетника
