Кровеносная система

Глава 2. ВНУТРЕННИЕ ОРГАНЫ НАСЕКОМЫХ И ИХ ФУНКЦИИ

Глава 1. ВНЕШНЕЕ СТРОЕНИЕ НАСЕКОМЫХ

ЧАСТЬ I ОСНОВЫ ОБЩЕЙ ЭНТОМОЛОГИИ

Насекомые относятся к мелким животным, их размеры составляют от 0,2 до 300 мм. В отличие от позвоночных животных, имеющих внутренний скелет, насекомые обладают наружным скелетом, который представлен твердыми пластинками или склеритами. Склериты покрывают все туловище насекомого.

Наружный скелет насекомого, называемый также кутикулой, это слоистая, твердая, но одновременно гибкая и водонепроницаемая структура. Самый верхний слой - восковой слой (эпикутикула) предотвращает потерю влаги из полости тела, что крайне важно. Из-за малых размеров площадь поверхности тела у насекомых превосходит общий объем, что делает испарение и иссушение серьезной проблемой. При стирании воскового слоя насекомые высыхают и погибают.

Следующий слой - экзокутикула - состоит из азотистого полисахарида хитина, очень плотного, но гибкого вещества, и затвердевающего белка, называемого склеротином. Процесс затвердевания склеротина называется склеротизацией. Под экзокутикулой расположен хитиновый слой, образующий упругую эндокутикулу. Участки сочленения склеритов состоят преимущественно из эндокутикулы, т.е. являются гибкими, тогда как затвердевшие склериты включают и экзо- и эндокутикулу. Под последним слоем кутикулы залегает ряд живых клеток, или гиподерма, а далеерасполагается тонкая соединительная ткань - базальная мембрана. Гиподерма выделяет вещества, из которых и состоят отдельные слои кутикулы.

На поверхности тела насекомого располагаются волоски и шипики, которые позволяют насекомому воспринимать запах, вкус и т.д. Наружный скелет насекомых обеспечивает защитуот повреждений, иссушения, и т. п.

Тело насекомого делится на три части: голову, грудь и брюшко (рисунок 1.1).

Рисунок 1.1 - Внешнее строение насекомого: 1 - голова, 2 - нижнечелюстной щупик, 3 - антенны, 4 - глаза, 5 - переднеспинка, 6 – среднеспинка, 7 - надкрылья, 8 - щиток, 9 - вертлуг, 10 - тазик, 11 - бедро, 12 – голень, 13 - лапка, 14 - заднеспинка, 15 - крыло, 16 - брюшко, 17 - пигидий.

Голова насекомых имеет твердые покровы и состоит из 6 слитых в одно целое (головную капсулу) склеритов: лба, темени, затылка, висков, щек, наличника. На голове располагаются глаза, глазки, усики и ротовые органы.

Усики (сяжки, антенны) исключительно многообразны по форме и величине (рисунок 1.2). У самцов они обычно крупнее и могут превышать длину тела в несколько раз, у личинок развиты значительно слабее. Усики несут множество (иногда десятки тысяч) сенсилл разного назначения и поэтому могут осуществлять все виды чувствительности: обоняние, осязание, вкус, восприятие звука, температуры, влажности и даже света (с помощью сенсилл–ринарий - у тлей). Изредка служат для захвата добычи, удерживания самки, пузырька воздуха (у жуков-водолюбов) и др.

Рисунок 1.2 - Строение и типы антенн насекомых (по Бей-Биенко, 1980).

I - строение антенн (antennae); 1 - основной членик, или базальный членик, или рукоятка, или скапус (scapus); 2 - ножка, или педицелл (pedicellus); 3 - жгутик (flagellum), начинается с 3-го членика; 4 - усиковая впадина; II - типы антенн (antennae); 5 - щетинковидный; 6 - нитевидный; 7 - четковидный; 8 - пиловидный; 9 - гребенчатый; 10 - булавовидный; 11 - головчатый; 12 - веретеновидиый; 13 -пластинчатый; 14 - коленчатый; 15 - неправильный; 16 - перистый; 17 –щетинконосный.

Исходным типом ротового аппарата, приспособленным для принятия твердой пищиявляетсягрызущий ротовой аппарат. В типичном случае он состоит из следующих частей (рисунок 1.3). Верхняя губа – прикрепляется к переднему краю наличника и представляет собой непарную и нерасчлененную пластинку. Она служит для поддерживания пищи при жевании. Под верхней губой и по бокам от нее расположены верхние челюсти, или жвалы (мандибулы) – очень крепкие нечленистые образования, режущие или зубчатые по внутреннему краю. Они служат для схватывания добычи, защиты от врагов и т.д. Нижние челюсти состоят из: основного членика, стволика, пары жевательных лопастей – наружной и внутренней, а также челюстного щупика. Лопасти служат для пережевывания пищи, а щупики снабжены вкусовыми сенсиллами. Нижняя губа представляет собой вторую пару нижних челюстей, но слившихся по срединной линии своими основными члениками и частично стволиками. Здесь различают: подподбородок, подбородок, нижнегубные щупики, являющиеся органами вкуса и две пары язычков – внутренние и наружные. Грызущий ротовой аппарат имеют прямокрылые, жуки, термиты, большинство перепончатокрылых, стрекозы, личинки бабочек, жуков и т.д.

Рисунок 1.3 - Грызущий ротовой аппарат таракановых (по Бей-Биенко, 1980).

1 - верхняя губа (labrum); II - верхние челюсти, или жвалы, или мандибулы (mandibulae); III - нижние челюсти, или максиллы (maxillae ); IV - нижняя губа (labium). 1 - режущий край мандибулы; 2 - кардо (cardo), или основной членик, или 1-й членик максилл, или нижних челюстей (maxillae I); 3 - стипес (stipes), или стволик; 4 - нижнечелюстной щупик (palpi maxillaris); 5 - галеа (galea). или наружная жевательная лопасть максилл; 6 - лациния (lacinia), или внутренняя жевательная лопасть максилл; 7 -субментум (submentum), или подподбородок; 8 - ментум (mentum), или ложный подбородок; 9 - прементум (prementum), или предподбородок; 10 - нижнегубные щупики (palpi labialcs); 11 - глоссы (glossae), или язычки; 12 - параглоссы (paraglossae), или придаточные язычки.

Грызуще - сосущий, или лакающий, ротовой аппарат насекомых (пчел, шмелей и других перепончатокрылых, добывающих нектар из цветков) близок к грызущему аппарату, но в то же время довольно сильно от него отличается. Верхние челюсти велики, но лишены зубцов и имеют иную форму, так как их функции другие: они нужны для постройки сот, распечатывания ячеек, в которых развиваются личинки и куколки, и для прогрызания пыльников цветков. Нижние челюсти, образующие вместе с нижней губой широкий канал (хоботок), по которому течет нектар цветов, изменились значительно сильнее. Их наружные лопасти сильно удлинились, и к ним приросли редуцированные внутренние лопасти; щупики очень малы.

Характерной чертой нижней губы является длинный язычок, образовавшийся из внутренних лопастей, усаженный множеством коротких щетинок и имеющий желоб, по которому течет густой нектар. Наружные лопасти, или добавочные язычки, совсем маленькие, а щупики, наоборот, очень большие.

Колюще-сосущий ротовой аппарат –тип ротового аппарата, предназначенный для питания жидкой (кровь, клеточный сок) пищей с проколом субстрата. Он характерен для клопов, тлей, цикад и других равнокрылых, трипсов, вшей и кровососущих двукрылых. У клопов и тлей ротовой аппарат имеет вид хоботка (рисунок 1.4), состоящего из ряда члеников (обычно черырех). Сам хоботок является сильно развитой, вытянутой, членистой нижней губой, с верхней стороны которой по всей длине проходит желобок. В него (как в футляр) помещаются четыре колющие щетинки – видоизмененные верхние и нижние челюсти, тесно прилегающие друг к другу и образующие общий колющий пучок. Верхние челюсти располагаются в пучке кнаружи и предназначены для прокалывания субстрата. На внутренней стороне каждой из нижних челюстей имеется по 2 продольных желобка, которые, при тесном соприкосновении нижних челюстей образуют два канала. При проколе субстрата через нижний канал вводится слюна, а через верхний канал засасывается жидкая пища. Насекомые с таким типом ротового аппарата могут выступать переносчиками опасных заболеваний.

Рисунок 1.4 - Колюще-сосущий ротовой аппарат клопа. 1-усик; 2-глаз;3-нижняя губа; 4-верхняя губа; 5-верхняя пара колющих щетинок; 6- нижняя пара колющих щетинок.

Самцы комаров, не питающиеся кровью, а сосущие сок цветков, имеют более упрощенный ротовой аппарат: жвалы и нижние челюсти в нем отсутствуют, т. е. колющих щетинок нет.

Сосущий ротовой аппарат бабочек состоит из двух очень удлиненных нижних челюстей, не срастающихся между собой и образующих спирально закручивающийся в спокойном состоянии хоботок, служащий для сосания нектара. Остальные части ротового аппарата сильно редуцированы и лишь на остатке нижней губы сохранились короткие щупики.

Грудной отдел (грудь) насекомого состоит из трех сегментов: переднегруди, среднегруди и заднегруди (рисунок 1.3). Каждый сегмент груди образован четырьмя склеритами, укрепленными швами и складками: тергитом (спинкой), стернитом (грудкой) и парными боковыми плейритами.

Грудь несет все двигательные придатки – три пары ног и, как правило, две (реже одну) пары крыльев (на втором и третьем сегментах). К переднегруди причленена голова, заднегрудь обычно подвижно сочленена (при помощи эластичной межсегментной перепонки) с брюшком.

В грудном отделе помещается мощная мускулатура, управляющая движением указанных придатков, а также часть центральной и вегетативной нервной системы, разветвленная сеть трахей и передние участки пищеварительного тракта и сердца

Нога насекомого состоит из тазика (с его помощью нога прикрепляется к сегменту груди), вертлуга, бедра, голени и лапки (рисунок 1.5).

Рисунок 1.5 - Типы ног насекомых: а – бегательная (жужелицы), б – плавательная (задняя нога плавунца), в – прыгательная (задняя нога саранчи), г –копательная (передняя нога медведки), д – хватательная (передняя нога богомола), е – присасывательная (передняя нога жука самца плавунца), ж – собирательная (задняя нога медоносной пчелы), з – ходилъная (лапка жука долгоносика). 1 – тазик, 2 – вертлуг, 3 – бедро, 4 – голень, 5 – лапка.

Лапка состоит из 1-5 члеников, последний из которых несет 2 коготка. В момент движения насекомого с помощью ног при каждом шаге образуется «тренога» из передней и задней ноги с одного бока и средней – с другого. Благодаря коготкам и присоскам на лапке, насекомое способно прикрепляться практически к любой поверхности.

В зависимости от образа жизни насекомого, ноги насекомых могут иметь очень разнообразные формы и размеры. Различают ходильные, бегательные, прыгательные, плавательные, полукопательные, копательные, хватательные, собирательные и присасывательные ноги.

Крылья насекомыхпредставляют собой пластинчатые придатки груди, которые развиваются из складок покровов средне- и заднегруди. Жесткость крыльям придают трубчатые утолщения – жилки, по которым в крылья поступает гемолимфа, проходят трахеи и нервы.

Жилки делят на: продольные (среди которых различают: костальную, субкостальную. радиальную, медиальную, кубитальную, анальную, югальную) и поперечные (рисунок 1.6). Система продольных и поперечных жилок придает всему скелету крыла большую прочность.

Рисунок 1.6 - Схема первичного жилкования крыла насекомого: C – костальная жилка; Sc₁–Sc₂ – субкостальные жилки; R₁–R₅ – радиальные жилки; M₁–M₄ – медиальные жилки; Cu₁–Cu₄ – кубитальные жилки; A₁–A₅ – анальные жилки; Ju₁ – югальная жилка.

Жилкование крыльев разнообразно и используется при определении насекомых.

Обычно у насекомых две пары крыльев. Однако у двукрылых задняя пара превратилась в жужжальца, у веерокрылых - отсутствует передняя пара, а у жесткокрылых она превратилась в жесткие надкрылья, которые в покое прикрывают сложенные крылья задней пары. Различают сетчатые крылья со многими жилками, продольными и поперечными (напр., у сетчатокрылых, стрекоз), и перепончатые с малым числом жилок, особенно поперечных (перепончатокрылые). Крыло приводится в движение мощными пучками мышц и описывают в воздухе очень сложную траекторию. У некоторых насекомых число взмахов достигает 1000 в секунду.

Способность насекомых летать в большей мере, чем любые другие свойства, обусловила успех адаптации этих членистоногих к условиям существования. Полет дает насекомым много преимуществ: обнаружение скрытых и временных мест обитания, миграция из неблагоприятных условий среды, избежание преследователей и т.д.

Брюшко – задний отдел тела насекомых, подвижно сочлененный с заднегрудным сегментом и имеющий цилиндрическую или полусферическую форму. Брюшко вмещает в себя органы размножения, часть дыхательной, выделительной, кровеносной систем, а также мускулатуру. Первые 7 сегментов, заключающие в себе главную массу органов пищеварения и выделения, носят название прегенетальных (висцеральных), 8-й и 9-й сегменты, несущие половые придатки, именуются генетальными, 10-й и 11-й сегменты, несущие видоизмененные конечности, называются постгенетальными.

Различают три типа брюшка: сидячее брюшко – первый сегмент брюшка, подвижно соединенный с грудью, имеет такой же размер и форму, что и второй сегмент; висячее – брюшко оказывается резко перетянутым при резком сужении одного 1-го сегмента; стебельчатое - при резком сужении двух-трех сегментов.

На восьмом и девятом сегментах брюшка находятся наружные половые придатки, или генеталии. К ним относятся у самца копулятивный орган, а у самки яйцеклад.

У некоторых насекомых на конце брюшка располагаются придатки, которые являются видоизмененными брюшными конечностями. К таким придаткам относятся церки и грифельки. Церки могут быть членистыми ( у таракана) и нечленистыми (у уховертки) и бывают как у самцов, так и у самок. Грифельки располагаются на последнем сегменте брюшка самца и представляют собой пару небольших нечленистых образований (у таракана).

Контрольные вопросы

1. Из каких частей состоит туловище насекомого?

2. Что является придатками головного отдела?

3. Что такое склерит?

4. Из каких элементов состоит ротовой аппарат грызущего типа? Для каких насекомых он характерен?

5. Из каких элементов состоит сосущий ротовой аппарат? Для каких насекомых он характерен?

6. Из каких элементов состоит колюще- сосущий ротовой аппарат? Для каких насекомых он характерен?

7. Чем опасны насекомые с колюще-сосущим ротовым аппаратом?

8. Какие склериты образуют головную капсулу насекомого?

9. Какие типы усиков существуют у насекомых?

10. На какие части делится грудной отдел насекомого?

11. Что такое тергит, стернит, плейрит?

12. Что является придатками грудного отдела?

13. Из каких частей состоит нога насекомого?

14. Перечислить основные типы ног насекомых. Для кого они характерны?

15. Что является основными придатками брюшка насекомого?

16. Какие типы брюшка существуют у насекомых?

Внутреннее строение насекомых связано с перевариванием пищи, удалением отходов, циркуляцией питательных веществ и гормонов, передвижением кислорода, передачей информации, размножением и движением.

Полость тела насекомого разделена двумя тонкими перегородками –диафрагмами – на три отдела, которые располагаются друг над другом.

В верхнем перикардиальном (околосердечном) отделе помещаются органы кровообращения. В среднем висцеральном – органы пищеварения, выделения, размножения и жировое тело. В нижнем перинейральном – брюшная нервная цепочка. Не ограничена каким либо одним отделом полости тела дыхательная система, которая пронизывает стенки всех внутренних органов насекомого.

Кровеносная системанасекомыхотносится к незамкнутому типу. Кровь насекомых – гемолимфа состоит из жидкости или плазмы и клеточных элементов – гемоцитов. Гемолимфа обычно прозрачна и окрашена в желтоватые или зеленоватые тона. Это единственная внеклеточная жидкость, циркулирующая по всему телу насекомого и омывающая внутренние органы.

Гемолимфа выполняет пятьосновныхфункций. Она участвует в 1 -транспортировке питательных веществ к тканям и переносе отработанных продуктов к органам выделения; 2 - является средой, где содержащиеся в ней вещества подвергаются химическому превращению; 3- выполняет защитную функцию (гемоциты освобождают организм от некоторых бактерий и паразитов); 4 - служит переносчиком кислорода (лишь частично); 5 – обусловливает давление, которое лежит в основе напряжения стенок тела, тканей и органов, расправления крыльев у имаго, передвижения ряда почвенных личинок и т.д.

Кроме того, гемолимфа некоторых насекомых содержит сильнодействующие яды (например, кантаридин у нарывников), что обусловливает невозможность поедания их хищниками. Ряд насекомых активно защищаются, выбрызгивая гемолимфу или выделяя ее капельками через поры на суставах конечностей (некоторые саранчовые, кузнечики божьи коровки, и др.).

Основной частью кровеносной системы насекомых является спинной сосуд или сердце (рисунок 2.1). Оно имеет вид трубки, расположенной вдоль брюшка над кишечником, в перикардиальной полости и прикреплено к спинной стенке тела.

Рисунок 2.1 - Кровеносная система насекомого. 1-спинной сосуд; 2-крыловидные мышцы.

.

К камерам сердца идут крыловидные мышцы. Камеры имеют боковые отверстия – остии. Передний отдел спинного сосуда – аорта сужен и не имеет пульсирующих камер. Аорта проходит через грудной отдел и свободно открывается в полость головы над мозгом. Через остии гемолимфа поступает из полости тела в сердце. Вслед за сокращением камер (фаза систолы) наступает расслабление мышц (диастола), сменяемая фазой покоя (диастазис). Ток крови в спинном сосуде обычно идет от слепого заднего его конца к переднему. В полости тела кровь свободно движется спереди назад, омывая органы и ткани. Кровь насекомых служит средой для транспорта, главным образом, питательных веществ и гормонов, а не кислорода.

Число сокращений сердца значительно и изменяется в зависимости от физиологического состояния насекомого и условий окружающей среды. У бражника, например, в спокойном состоянии сердце сокращается 60 -70 раз в минуту, а во время полета - 140 - 150 раз.

Движение крови в полости тела усиливается сокращением диафрагмы, а также дыхательными движениями брюшка и перистальтикой кишечника. У тлей спинной сосуд отсутствует, и здесь движение крови обеспечивается исключительно за счет перистальтических движений кишечника.

Дата добавления: 2014-02-27; просмотров: 1727; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!