Антенны усы выполняют функции. Строение тела насекомого - органы чувств и нервная система насекомых

Общая характеристика класса

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

Голова, состоящая из шести слившихся сегментов, отчетливо обособлена от груди и соединена с ней подвижно. На голове расположена пара членистых усиков или сяжков, ротовой аппарат и два фасеточных глаза; у многих имеется также один-три простых глазка.

Два сложных, или фасеточных, глаза расположены по бокам головы, у некоторых видов очень сильно развиты и могут занимать большую часть поверхности головы (например, у некоторых стрекоз, слепней). В состав каждого сложного глаза входят от нескольких сотен до нескольких тысяч фасеток. Большинство насекомых слепы к красному цвету, но видят ультрафиолетовое излучение и привлекаются им. На этой особенности зрения насекомых основано применение световых ловушек, излучающих большую часть энергии в фиолетовой и ультрафиолетовой областях, для сбора и изучения экологических особенностей ночных насекомых (некоторых семейств бабочек, жуков и др.).

Ротовой аппарат состоит из трех пар конечностей: верхние челюсти, нижние челюсти, нижняя губа (сросшаяся вторая пара нижних челюстей) и верхняя губа, которая не является конечностью, а представляет собой вырост хитина. К ротовому аппарату относится также хитиновое выпячивание дна ротовой полости - язык или гипофаринкс.

Ротовой аппарат насекомых

Типы усиков насекомых

Типы лапок насекомых

В зависимости от способа питания ротовые органы насекомых имеют различное строение. Различают следующие типы ротового аппарата:

грызуще-жующий - элементы ротового аппарата имеют вид коротких твердых пластинок. Отмечаются у насекомых, которые питаются твердой растительной и животной пищей (жуки, тараканы, прямокрылые)

колюще-сосущий - элементы ротового аппарата имеют вид вытянутых в длину волосовидных щетинок. Отмечаются у насекомых, которые питаются клеточным соком растений или кровью животных (клопы, тли, цикады, комары, москиты)

лижуще-сосущий - элементы ротового аппарата имеют вид трубчатых образований (в виде хоботка). Отмечается у бабочек, питающихся нектаром цветов и соком плодов. У многих мух хоботок сильно преобразован, известно не менее пяти его модификаций, от колюще-режущего органа у слепней до мягкого "лижущего" хоботка у питающихся нектаром цветочных мух (или у питающихся жидкими частями навоза и падали падальных мух).

Некоторые виды во взрослом состоянии не питаются.

Строение усиков, или сяжков, насекомых очень разнообразно - нитевидные, щетинковидные, пильчатые, гребенчатые, булавовидные, пластинчатые и т. д. Усиков одна пара; они несут на себе органы осязания и обоняния, и гомологичны антеннулам ракообразных.

Органы чувств на усиках насекомых сообщают им не только состоянии окружающей среды, они помогают общаться с сородичами, найти подходящее место обитания для себя и потомства, а также пищу. Самки многих насекомых привлекают самцов с помощью запахов. Самцы малого ночного павлиньего глаза могут учуять самку на расстоянии нескольких километров. Муравьи распознают по запаху самок из своего муравейника. Некоторые виды муравьев метят путь от гнезда к источнику питания благодаря пахучим веществам, которые выделяются из специальных желез. С помощью усиков муравьи и термиты чуют запах, оставленный их сородичами. Если оба усика улавливают запах в одинаковой степени, значит, насекомое на правильном пути. Вещества-аттрактанты, которые выделяют готовые к спариванию самки бабочек, обычно разносятся ветром.

Грудь насекомых состоит из трех сегментов (переднегрудь, среднегрудь и заднегрудь), к каждому из которых с брюшной стороны прикрепляется по паре ног, отсюда название класса - шестиногие. Кроме того у высших насекомых грудь несет на себе две, реже одну пару крыльев.

Число и строение конечностей являются характерными признаками класса. Все насекомые имеют 6 ног, по одной паре на каждом из 3 сегментов груди. Нога состоит из 5 отделов: тазика (соха), вертлуга (trochanter), бедра (femur), голени (tibia) и членистой лапки (tarsus). В зависимости от образа жизни конечности насекомых могут очень видоизменяться. Большинство насекомых имеют ноги ходильного и бегательного типа. У кузнечиков, саранчи, блох и некоторых других видов третья пара ног - прыгательного типа; у медведок, прокладывающих ходы в почве, первая пара ног - копательные ноги. У водных насекомых, например у жука-плавунца, задние ноги преобразованы в гребные, или плавательные.

Брюшко насекомых состоит из нескольких (чаще 6-10) сегментов; обычно их 10. В нем находится большая часть внутренних органов. На конце брюшка у самок развит яйцеклад, служащий для откладки яиц. У пчел, ос, муравьев яйцеклад превратился в жало, имеющее внутри проток ядовитой железы. У самца на конце брюшка находится копулятивный аппарат.

Пищеварительная система представлена

Передней кишкой, начинающейся с ротовой полости и подразделяющейся на глотку и пищевод, задний отдел которого расширяется, образуя зоб и жевательный желудок (не у всех). У потребителей твердой пищи желудок имеет толстые мускулистые стенки и несет изнутри хитиновые зубцы или пластинки, с помощью которых пища измельчается и проталкивается в среднюю кишку.

К передней кишке относятся и слюнные железы (до трех пар). Секрет слюнных желез выполняет пищеварительную функцию, содержит ферменты, смачивает пищу. У кровососущих содержит вещество, препятствующее свертыванию крови. У пчел секрет одной пары желез смешивается в зобе с цветочным нектаром и образует мед. У рабочих пчел слюнные железы, проток которых открывается в глотку (глоточный), выделяет особые белковые вещества ("молочко"), которыми выкармливают личинок, превращающихся в маток. У гусениц бабочек, личинок ручейников и перепончатокрылых слюнные железы преобразованы в шелкоотделительные, или прядильные, вырабатывающие шелковистую нить для изготовления кокона, защитных образований и других целей.

Средняя кишка на границе с передней кишкой покрыта изнутри железистым эпителием (пилорические выросты кишечника), выделяющим пищеварительные ферменты (печень и другие железы у насекомых отсутствуют). В средней кишке происходит всасывание питательных веществ.

Задняя кишка принимает непереваренные остатки пищи. Здесь из них отсасывается вода (это особенно важно для пустынных и полупустынных видов). Заканчивается задняя кишка анальным отверстием, выводящим наружу экскременты.

Насекомые

Органы выделения представлены мальпигиевыми сосудами (от 2 до 200), которые имеют вид тонких трубочек, впадающих в пищеварительную систему на на границе между средней и задней кишкой, и жировым телом, которое выполняет функцию "почек накопления". Жировое тело - рыхлая ткань, расположенная между внутренними органами насекомых. Имеет беловатую, желтоватую или зеленоватую окраску. Клетки жирового тела поглощают продукты обмена (соли мочевой кислоты и др.). Далее продукты выделения поступают в кишечник и вместе с экскрементами выводятся наружу. Кроме того, клетки жирового тела накопляют запасные питательные вещества - жиры, белки и углевод гликоген. Эти резервы расходуются на развитие яиц, во время зимовки.

Органы дыхания - трахеи. Это сложноветвящаяся система воздухоносных трубок, непосредственно доставляющих кислород ко всем органам и тканям. По бокам брюшка и груди имеется чаще всего 10 пар дыхалец (стигм) - отверстий, через которые воздух попадает в трахеи. От стигм начинаются крупные основные стволы (трахеи), которые разветвляются на более мелкие трубочки. В груди и передней части брюшка трахеи расширены и образуют воздушные мешки. Трахеи пронизывают все тело насекомых, оплетают ткани и органы, входят внутрь отдельных клеток в виде мельчайших разветвлений - трахеол, через которые осуществляется газообмен. Углекислый газ и водяные пары удаляются наружу через трахейную систему. Таким образом, трахейная система подменяет функции кровеносной системы в снабжении тканей кислородом. Роль кровеносной системы сводится к доставке тканям переваренной пищи и переносу от тканей к выделительным органам продуктов распада.

Кровеносная система в соответствии с особенностями органов дыхания развита сравнительно слабо, незамкнута, состоит из сердца и короткой неразветвленной аорты, отходящей от сердца к голове. Циркулирующая в кровеносной системе бесцветная жидкость, содержащая белые кровяные тельца, называется в отличие от крови гемолимфой. Она заполняет полость тела и промежутки между органами. Сердце трубковидное, находится на спинной стороне брюшка. В сердце имеется несколько способных пульсировать камер, в каждую из которых открывается пара отверстий, снабженных клапанами. Через эти отверстия внутрь сердца поступает кровь (гемолимфа). Пульсация камер сердца обусловивается сокращением особых крыловидных мышц. Кровь движется в сердце от заднего конца к переднему, затем поступает в аорту и из нее в полость головы, затем омывает ткани и по щелям между ними изливается в полость тела, в промежутки между органами, откуда через специальные отверстия (остии) попадает в сердце. Кровь насекомых бесцветная, или зеленовато-желтая (редко красная).

Нервная система достигает исключительно высокого уровня развития. Состоит из надглоточного узла, окологлоточных коннективов, подглоточного узла (он образовался в результате слияния трех ганглиев) и брюшной нервной цепочки, которая у примитивных насекомых состоит из трех грудных ганглиев и восьми брюшных. У высших групп насекомых происходит слияние соседних узлов брюшной нервной цепочки путем объединения трех грудных узлов в один крупный узел или брюшных узлов в два-три или один крупный узел (например, у настоящих мух или пластинчатоусых жуков).

Особенно сложно устроен надглоточный ганглий, который часто называют головным мозгом. Он состоит их трех отделов - переднего, среднего, заднего и имеет очень сложное гистологическое строение. Головной мозг иннервирует глаза и усики. В переднем его отделе наиболее важную роль играет такая структура, как грибовидные тела - высший ассоциативный и координирующий центр нервной системы. Поведение насекомых бывает очень сложным, носит четко выраженный рефлекторный характер, что также связано со значительным развитием головного мозга. Подглоточный узел иннервирует ротовые органы и передний отдел кишечника. Грудные ганглии иннервируют органы движения - ноги и крылья.

Насекомым свойственны очень сложные формы поведения, в основе которых лежат, инстинкты. Особенно сложные инстинкты характерны для так называемых общественных насекомых - пчел, муравьев, термитов.

Органы чувств достигают исключительно высокого уровня развития, что соответствует высокому уровню обшей организации насекомых. Представители этого класса имеют органы осязания, обоняния, зрения, вкуса и слуха.

В основе всех органов чувств лежит один и тот же элемент - сенсилла, состоящая из одной клетки или группы чувствительных рецепторных клеток, имеющих два отростка. Центральный отросток идет в центральную нервную систему, а периферический - в наружную часть, представленную различными кутикулярными образованиями. Строение кутикулярного футляра зависит от типа органов чувств.

Органы осязания представлены чувствительными волосками, разбросанными по всему телу. Органы обоняния расположены на усиках и нижнечелюстных щупиках.

Органы зрения играют ведущую роль для ориентации во внешней среде наряду с органами обоняния. Насекомые имеют простые и сложные (фасеточные) глаза. Сложные глаза состоят из огромного числа отдельных призм, или омматидиев, разделенных светонепроницаемым слоем. Такое строение глаз дает "мозаичное" зрение. Высшие насекомые имеют цветное зрение (пчелы, бабочки, муравьч), но оно отличается от зрения человека. Насекомые воспринимают в основном коротковолновую часть спектра: зелено-желтые, синие и ультрафиолетовые лучи.

Органы размножения находятся в брюшке. Насекомые - раздельнополые организмы, у них хорошо выражен половой диморфизм. У самок развиты пара трубчатых яичников, яйцеводы, придаточные половые железы, семяприемник и нередко яйцеклад. У самцов имеются пара семенников, семяпроводы, семяизвергательный канал, придаточные половые железы и копулятивный аппарат. Насекомые размножаются половым путем, большинство из них откладывает яйца, есть и живородящие виды, у них самки рождают живых личинок (часть тлей, оводы и др.).

Из отложенных яиц после определенного периода эмбрионального развития выходят личинки. Дальнейшее развитие личинок у насекомых различных отрядов может происходить с неполным или полным превращением (табл. 16).

Жизненный цикл. Насекомые - раздельнополые животные с внутренним оплодотворением. По типу постэмбрионального развития отличают насекомых с неполным (у высоко организованных) и с полным (у высших) метаморфозом (превращением). Полный метаморфоз включает стадии яйца, личинки, куколки и имаго.

У насекомых с неполным превращением из яйца выходит молодая особь, близкая по строению к взрослому насекомому, но отличающаяся от него отсутствием крыльев и недоразвитием половых органов, - нимфа. Нередко их называют личинками, что не вполне точно. Условия обитания ее сходны со взрослыми формами. После нескольких линек насекомое достигает предельных размеров и превращается во взрослую форму - имаго.

У насекомых с полным превращением из яиц выходят личинки, резко отличающиеся по строению (имеют червеобразное тело) и по среде обитания от взрослых форм; так, личинка комаров живет в воде, а имагинальные формы в воздушной среде. Личинки растут, проходят ряд стадий, отделенных друг от друга линьками. При последней линьке образуется неподвижная стадия - куколка. Куколки не питаются. В это время происходит метаморфоз, личиночные органы подвергаются распаду, а взамен их развиваются органы имаго. По завершении метаморфоза из куколки выходит половозрелая окрыленная особь.

Таб 16. Развитие насекомых Тип развития

Надотряд I. Насекомые с неполным превращением

Неполное превращение

Надотряд 2. Насекомые с полным превращением

Полное превращение

Количество стадий 3 (яйцо, личинка, взрослое насекомое) 4 (яйцо, личинка, куколка, взрослое насекомое)

Личинка Похожа на взрослое насекомое внешним строением, образом жизни и питанием; отличается меньшими размерами, крылья отсутствуют или развиты неполностью Отличается от взрослого насекомого внешним строением, образом жизни и питанием

Куколка Отсутствует Имеется (в неподвижной куколке происходит гистолиз личиночных и гистогенез взрослых тканей и органов)

Отряд

Отряд прямокрылые (Orthoptera)

Отряд таракановые (Blattoidea)

Отряд вши (Anoplura)

Отряд хоботные (Rhynchota)

Отряд жестокрылые, или жуки (Coleoptera)

Отряд чешуекрылые, или бабочки (Lepidoptera)

Отряд перепончатокрылые (Hymenoptera)

Отряд блохи (Aphaniptera)

Отряд двукрылые (Diptera)

Полезные насекомые

Медоносная, или домашняя, пчела [показать]

Тутовый шелкопряд [показать]

Если бы можно было точно подсчитать вред и пользу насекомых для народного хозяйства, то, возможно, польза значительно превысила бы убытки. Насекомые обеспечивают перекрестное опыление около 150 видов культурных растений - садовых, гречихи, крестоцветных, подсолнечника, клевера и др. Без насекомых они не давали бы семян и погибли бы сами. Аромат и окраска высших цветковых растений выработались в процессе эволюции как специальные сигналы для привлечения пчелиных и других насекомых-опылителей. Велико санитарное значение таких насекомых, как жуки-могильщики, навозники, и некоторых других. В Австралию специально завозили навозников из Африки, потому что без них на пастбищах скоплялось большое количество навоза, что мешало росту травы.

Насекомые играют значительную роль в процессах почвообразования. Почвенные животные (насекомые, многоножки и др.) разрушают опавшую листву и другие растительные остатки, усваивая лишь 5-10% их массы. Однако экскременты этих животных почвенные микроорганизмы разлагают быстрее, чем механически измельченные листья. Почвенные насекомые вместе с дождевыми червями и другими обитателями почвы играют весьма важную роль в ее перемешивании. Лаковые червецы из Индии и Юго-Восточной Азии выделяют ценный технический продукт - шеллак, другие виды червецов - ценную природную краску кармин.

Вредные насекомые

Многие виды насекомых повреждают сельскохозяйственные и лесные культуры, только на Украине зарегистрировано до 3000 видов вредителей.

Хрущ майский [показать]

Колорадский картофельный жук [показать]

Обыкновенный свекловичный долгоносик [показать]

Клоп вредная черепашка [показать]

Озимая совка [показать]

Капустница [показать]

Древоточец ивовый [показать]

Многие насекомые, особенно с колюще-сосущим ротовым аппаратом, переносят возбудителей различных заболеваний.

Малярийный плазмодий [показать]

Мухи переносят возбудителей дизентерии, брюшного тифа и др. кишечных инфекций, трипаносомоза - африканской сонной болезни человека и пр.

Вши переносят возбудителей сыпного и возвратного тифа

Блохи переносят возбудителя чумы.

Характер повреждений растительных тканей зависит от строения ротового аппарата вредителя. Насекомые с грызущими ротовыми органами отгрызают или выедают участки листовой пластинки, стебля, корня, плодов или прокладывают в них ходы. Насекомые с колюще-сосущим ротовым аппаратом прокалывают покровные ткани животных или растений и питаются кровью или клеточным соком. Они наносят непосредственный вред растению или животному, а также часто переносят возбудителей вирусных, бактериальных и других заболеваний. Ежегодные потери в сельском хозяйстве от вредителей составляют около 25 млрд. руб., в частности, ущерб от вредных насекомых в нашей стране ежегодно составляет в среднем 4,5 млрд. руб., в США - около 4 млрд. долларов.

К опасным вредителям культурных растений в условиях Украины относится около 300 видов, в частности хрущи, личинки жуков-щелкунов, медведка, хлебные жуки-кузьки, колорадский картофельный жук, обыкновенный свекловичный долгоносик, клопы-черепашки, луговой и стеблевой мотыльки, озимая и капустная совки, боярышница, непарный шелкопряд, кольчатый шелкопряд, яблонная плодожорка, американская белая бабочка, свекловичная корневая тля и др.

Борьба с вредными насекомыми

Для борьбы с вредными насекомыми разработана комплексная система мероприятий - профилактических, в том числе агро- и лесотехнических, механических, физических, химических и биологических.

Профилактические мероприятия заключаются в соблюдении определенных санитарно-гигиенических норм, препятствующих массовому размножению вредных насекомых. В частности, своевременная уборка или уничтожение отбросов, мусора способствует уменьшению количества мух. Осушение болот ведет к снижению численности комаров. Большое значение имеет также соблюдение правил личной гигиены (мытье рук перед едой, тщательное мытье фруктов, овощей и т. д.).

Агротехнические и лесохозяйственные мероприятия, в частности уничтожение сорняков, правильные севообороты, правильная подготовка почвы, применение здорового и осадочного материала, предпосевная очистка семян, хорошо организованный уход за культурными растениями, создают неблагоприятные условия для массового размножения вредителей.

Механические мероприятия заключаются в непосредственном уничтожении вредных насекомых вручную или с помощью специальных приспособлений: мухоловок, клейких лент и по ясов, ловчих канавок и т. п. Зимой в садах снимают с деревьев и сжигают зимующие гнезда гусениц боярышницы и златогузки.

Физические мероприятия - использование для уничтожения насекомых некоторых физических факторов. Многие ночные бабочки, жуки, двукрылые летят на свет. С помощью особых приборов - световых ловушек - можно своевременно узнать о появлении некоторых вредителей и начать борьбу с ними. Для обеззараживания плодов цитрусовых, зараженных средиземноморской плодовой мухой, их подвергают охлаждению. Амбарных вредителей уничтожают с помощью токов высокой частоты.

Особенное значение поэтому приобретает интегрированная борьба с вредителями, предусматривающая сочетание химического, биологического, агротехнического и других методов защиты растений при максимальном использовании агротехнического и биологического методов. В интегрированных методах борьбы предусматривают проведение химических обработок только в очагах, грозящих резким повышением численности вредителя, а не сплошную обработку всех площадей. С цнлью охраны природы предусматривается широкое применение биологических средств защиты растений.

Одно из важных направлений биологического метода - охрана энтомофагов. Биологический метод борьбы предусматривает также использование возбудителей грибковых, бактериальных и вирусных болезней вредных насекомых. В настоящее время в нашей стране применяются бактериальные препараты энтобактрин и дендробациллин.

Что такое усики?

Усики состоят из членников, которые условно можно считать плотно прилегающими бусинками. Антенны состоят из трех частей. Первая часть представляет собой основной членник - скапус, или рукоятку. С помощью основного членника происходит заглубление антенны в усиковой ямке на лбу между глаз. К скапусу (рукоятке) прикрепляются двигательные мышцы, благодаря чему усики шевеляться.

Вторая часть состоит из крупного членника педдицелеллума, или ножки. К ножке примыкает третий компонент антенны - жгутик, или флагеллум. Жгутик состоит из множества более мелких членников.

В основном, усики являются органом обоняния. Запах в мире насекомых является одним из ведущих языков общения, поэтому не удивительно, что на одном усике пчелы находится более 30 000 рецепторов, участвующих в обонянии.


Обоняние играет ведущую роль в коммуникации общественных насекомых, таких как муравьи. Если муравья пометить запахом мертвого муравья, то его собратья будут относится к нему, именно как к неживому, станут выносить из муравейника на мусорную кучу, несмотря на двигательный протест и размахивания конечностями живого мураша, несмотря на его способность к самостоятельному передвижению.

Чем хуже развито зрение у насекомых, тем длиннее и пышнее его усики. У ночных бабочек эта тенденция наиболее выражена в виде перистых усиков. Такие роскошные усищи позволяют учуять самку на расстоянии 2 километра! Перистыми усиками обладают и комары.

Типы усиков насекомых

Чётковидные усики у майки обыкновенной Meloe proscarabaeus

Несмотря на огромное многообразие все насекомые имеют общее внешнее строение, которое характеризуется тремя неизменными приметами:

1. Насечка на наружной поверхности. Внешний покров состоит из кутикул - очень прочной оболочки, формирующей экзоскелет, состоящий из отдельных сегментов или члеников, что обеспечивает подвижность. Каждый сегмент покрыт щитками из хитина.
2. Три отдела туловища насекомых. Внешнее строение тела состоит из сегментов. Их может быть до двадцати, и они объединены в отделы, которыми являются: голова, брюшко, а также грудь. Голова состоит из пяти или шести члеников, в состав груди входит всего три, а брюшко может включать до двенадцати сегментов. В результате эволюции число сегментов уменьшилось и не превышает четырнадцати. На голове расположен рот, глаза и пара усиков. В грудной части находятся конечности и крылья, обычно две пары, а в брюшной части - различные придатки. Сегменты брюшной части, кроме двух последних, содержат дыхальца. У разных насекомых размер тела может быть от долей миллиметра до 30 см в длину.
3. Количество ног одинаковое. Несмотря на разнообразие насекомых, все виды содержат три пары конечностей, основание которых имеет два длинных членика: бедро и голень. На конце ноги расположена членистая лапка, на конечном членике которой присутствует пара коготков. Они помогают насекомым передвигаться по наклонной поверхности и по нижней поверхности различных предметов. Иногда между коготками имеются присоски для облегчения передвижения по гладкой или скользкой поверхности.

Внутреннее строение представителей класса насекомых состоит из следующих систем:

• Дыхательная. Кислород, а также углекислый газ переносится через систему трахей, наружу они открываются дыхальцами. Большая часть насекомых обладает открытой трахейной системой;
• Кровеносная. Кровь переносит питательные элементы, и обладает защитной функцией. Она не участвует в переносе углекислого газа и кислорода;
• Нервная. Состоит из окологлоточного нервного кольца, брюшной нервной цепочки и головного мозга, которые образованы в результате слияния нервных узлов;
• Выделительная. Поддерживает биохимическое постоянство внутри организма, а также следит за ионным составом крови. Экскреты - это вещества, которые удаляются из организма, а сам процесс называется экскрецией;
• Половая. Отлично развита и располагается на брюхе. Насекомые - это раздельнополые животные. Половые железы у них парные. Оплодотворение внутреннее.

Голова насекомых

Черепная коробка сильно уплотнена. Она состоит из нескольких слившихся сегментов. У разных насекомых их количество колеблется от 5 до 8 штук. На голове расположены 2 глаза, имеющие сложное строение, и от 1 до 3 простых глазков или глаз, а также мобильные придатки, которые представляют собой усики и ротовые органы. Внешняя поверхность головы разделена на участки, между которыми иногда находятся швы:

• лоб находится между глазами;
• темя расположено выше лба;
• щеки размещены под глазами сбоку;
• затылок следует за теменем;
• верхняя губа граничит с наличником;
• наличник имеется книзу ото лба;
• верхние челюсти примыкают снизу к щекам.

Голова насекомых по внешнему строению может быть следующей формы: округлой (у мухи), вытянутой (у долгоносиков) и сжатой с боков (у кузнечиков), а ее постановка зависит от того, к какому виду оно принадлежит.

Органы зрения

Пара сложных глаз расположена по боковым сторонам головы насекомого и состоит из нескольких сотен, а иногда и тысяч фасеток. Как раз это связано с тем, что органы зрения некоторых насекомых, например, стрекоз занимают почти всю голову. Такими глазами обладает большинство взрослых насекомых и личинок.

Между сложными глазами находятся глазки или простые глаза, их число обычно равно трем. Один из них, имеющий треугольную форму, располагается на лбу, а два других - на темени. В некоторых случаях остаются только два боковых, а средний исчезает. Бывает и наоборот, присутствует только треугольный глазок, а боковые парные отсутствуют.

Усики

Иначе их называют антеннами. Они являются органами обоняния и осязания. Расположена пара усиков на боковых частях лба и находится в усиковых ямках. Каждый усик имеет утолщенное основание членика, ножку и жгутик.

У разных видов и групп насекомых внешнее строение усиков отличается. По ним как раз и определяют насекомого. Самцы и самки одного вида могут иметь несколько отличное друг от друга строение этих органов.

Ротовые органы

Их строение зависит от еды, которую употребляют насекомые. Поедающие твердую пищу, размельчают ее двумя жвалами. А сосущие нектар, сок и кровь вместо жвал обладают хоботком, который может быть игловидным у комаров, толстым у мух, длинным и скученным у бабочек.

Сверху и снизу ротовые органы заслоняются пластинками, которые являются губами - верхней и нижней. У некоторых насекомых (грызуще-сосущих или грызуще-лижущих) одновременно присутствует хоботок и жвал. Игловидный аппарат будет называться колюще-сосущим, если насекомое прежде, чем сосать делает прокол кожных покровов. Ротовые органы у некоторых видов могут быть и не полностью развиты.

Крылья

Грудь

Грудь насекомых по внешнему строению представляет собой три сегмента: передний, средний, задний. На каждом из которых расположилась пара конечностей. У летающих насекомых это крылья, которые находятся на среднем и заднем сегменте. В зависимости от образа жизни различают следующие конечности:

• копательные;
• хватательные;
• ходильные;
• плавательные;
• прыгательные;
• бегательные.

Брюшко

Туловище состоит из сегментов. Их количество может варьироваться от одиннадцати до четырех. Низшие насекомые обладают парными конечностями, а у высших - они видоизменены в яйцеклад или другие органы. У взрослых особей число сегментов туловища может быть не больше трех. Это происходит из-за того, что часть из них сливается друг с другом, а остальные становятся совокупительным органом. Тем не менее в большинстве случаев хорошо видны пять - восемь сегментов, они разделяют нижнюю и верхнюю часть.

Между собой соединяются тонкой мембраной, что дает возможность брюшку увеличиваться во время созревания яиц или переполнения кишечника пищей. У большей части насекомых внешнее строение туловища цилиндрической или выпуклой сверху и практически плоской снизу формы. Кроме того, брюхо может быть плоским, круглым, треугольным в поперечном сечении и булавовидным. Например, у муравьев тело соединятся с грудью при помощи небольшого стебелька, состоящего из двух члеников, у ос и пчел - узкой перетяжкой. Большая часть примитивных насекомых имеет на конце туловища два членистых придатка.

Покров (панцирь)

Все туловище насекомых, как и остальных членистоногих заключено в прочный внешний панцирь, скелет которого состоит из хитина. Это мягкий и хрупкий материал в чистом виде. У насекомых он на верхнем слое покрыт белковым веществом, который имеет название склеротин, именно этот элемент придает необходимую прочность и жесткость скелету. Верхний слой состоит из воскоподобных веществ, которые не пропускают воду.

Поэтому внешний скелет основательно охраняет внутренние органы, сохраняет их от высыхания, а также повышает твердость всего туловища. Секрет прочности покрова насекомых кроется в их строении - трубка с мягкой сердцевиной в три раза крепче такой же трубки с жестким стержнем, которая присутствует у всех позвоночных. Но если сделать трубку очень толстой, то она потеряет свои достоинства, так как прочность полого цилиндра значительно уменьшается с увеличением его диаметра, что в свою очередь, ограничивает утолщение туловища, а значит и размеры беспозвоночных членистоногих животных.

Биология. Класс насекомые

Главные приспособления, которые обеспечивают быстрое развитие насекомых:

• Возможность летать позволяет им достаточно быстро осваивать новые места и преодолевать разные препятствия. Подвижность обеспечивается развитой мускулатурой и членистыми конечностями.
• Хитинизированная кутикула, которая состоит из нескольких слоев, относится к особенностям внешнего строения насекомых. Она содержит специальные элементы, предохраняющие туловище от потери влаги, механических повреждений, а также влияния ультрафиолета.
• Небольшие размеры способствуют выживанию и созданию условий, которые требуются для жизни даже в маленьких пространствах, например, в трещине коры деревьев.
• Высокая плодовитость. Среднее число яиц, которые откладывают насекомые составляет двести - триста штук.

Насекомые встречаются буквально повсюду: в саду, лесу, поле, огороде, почве, воде, на теле животных. Примеры насекомых:

• бабочка-капустница обитает на огороде, в поле и местах, где растет капуста;
• майского жука можно встретить в садах и лесах;
• комнатная муха обитает вблизи жилища человека.

Огромное разнообразие мест обитания в наземной среде способствовало их видообразованию и широкому расселению.

Энтомология – наука о насекомых (название произошло от двух греческих слов entomon – насекомое и logos – наука). Насекомые относятся к классу насекомые – Insecta, типу членистоногие – Arthopoda. Класс насекомых многообразен по числу входящих в него видов (более 1 миллиона видов), которые обладают разнообразием морфологических признаков, биологических свойств, приспособительных особенностей и взаимоотношений в окружающей среде. Не менее многообразна и роль насекомых в природе, жизни людей и экономике общества. В связи с этим в настоящее время из энтомологии выделились общая энтомология и ряд прикладных научных дисциплин – сельскохозяйственная, ветеринарная, лесная, медицинская энтомологии, пчеловодство, шелководство.

Общая энтомология – теоретическая дисциплина, которая служит научным фундаментом для перечисленных выше прикладных дисциплин и специальных дисциплин энтомологического ряда – биологической защиты, карантина, прогноза, иммунитета и некоторых других. Она изучает морфологию, анатомию, физиологию насекомых, биологию размножения и развития, экологические особенности насекомых, систематику и классификацию насекомых.

Общая энтомология как ветвь современной биологии накопила большой запас знаний, вносит значимый вклад в развитие и благосостояние общества, изыскивает пути разумных решений сложившихся экологических проблем.

Насекомые представляют класс Insecta, который относится к типу членистоногие – Аrthropoda. Этот класс имеет сегментированное тело и членистые ходильные конечности и несет пару усиков. Тело насекомого делится на три основных отдела: голову, грудь и брюшко (рис. 1). Ознакомление с основными отделами тела и их придатками ведется на постоянных препаратах и на примере майского жука.

Рис. 1. Тело итальянской саранчи с обозначением главнейших частей

(левая пара крыльев удалена)

Чтобы расчленить насекомое на три отдела, необходимо положить его на спинку, найти отделы, затем закрепить насекомое с помощью препаровальной иглы, которую следует ввести в центре между передней и средней парой ног до дна чашки Петри и, придерживая переднегрудь, с помощью второй иглы или скальпеля отчленить (оттянуть) голову. После этого одну иглу ввести в грудь около последней пары ног до дна чашки, чтобы придержать насекомое, а другую иглу, держа наклонно, постепенно вводить (не до дна чашки, иначе расчленению будут мешать крылья) сразу за задними ногами в тело насекомого и отчленить брюшко, отодвигая в сторону. Теперь следует изучить каждый отдел тела и придатки на нем.

Рис. 2. Голова насекомого: 1 – верхняя губа; 2 – верхняя челюсть; 3 – наличник; 4 – лобно-наличниковый шов; 5 – щеки; 6 – лоб; 7 – усиковая ямка; 8 – глазок; 9 – теменной шов; 10 – сложный глаз; 11 – темя; 12 – затылочный шов; 13 – затылок; 14 – заднезатылочный шов; 15 – заднезатылок; 16 – шейная мембрана; 17 – нижняя губа; 18 – нижнегубной щупик; 19 – нижняя челюсть; 20 – нижнечелюстной щупик

Голова (рис. 2) насекомого состоит из лба (между сложными глазами), наличника (к низу от лба), темени (выше лба), затылка (задняя часть головы). По бокам головы имеются виски (выше глаз) и щеки (ниже глаз).

Форма головы разнообразна: округлая (мухи), сжатая с боков (саранча, кузнечики), вытянутая в виде головотрубки (долгоносики, трубковерты). Различны и типы постановки головы: прогнатический, гипогнатический и опистогнатический. При прогнатическом типе ротовые части направлены вперед, он характерен для хищных насекомых (жужелиц, стафилинид, уховерток); при гипогнатическом – ротовые части направлены под прямым углом вниз, характерен для растительноядных насекомых (саранчовые, многие виды жуков, клопов); при опистогнатическом – ротовые части направлены под острым углом вниз и назад, приближаясь к передним ногам насекомого, характерен для многих сосущих насекомых (цикадовые, тли, трипсы, медяницы (рис. 3).

Придатками головы являются ротовые органы, усики и глаза фасеточные (сложные) и простые (глазки). Фасеточные глаза состоят из многочисленных мелких глазков (омматидиев), располагаются по бокам головы, выполняют зрительную функцию. У самцов некоторых мух занимают почти всю голову. Простые глаза, если имеются, то чаще в числе трех и располагаются треугольником на лбу и темени. Следует найти все составные части головы и придатки на голове насекомого и далее ознакомиться c основными типами усиков насекомых, пользуясь постоянными препаратами.

Рис. 3. Типы постановки головы: 1 – прогнатический; 2 – гипогнатический; 3 – опистогнатический

Рис. 4. Строение усика: 1 – жгутик; 2 – ножка; 3 – скапус; 4 – усиковая впадина

Усики или антенны (antennae) представляют одну пару членистых образований, расположенных по бокам лба между или впереди глаз в усиковых ямках. Они служат органом обоняния и осязания у насекомых. Нередко у самцов они крупнее, чем у самок (рассмотреть у расчлененного майского жука, определить тип усиков). Усик состоит из утолщенного основного членика (scapus), ножки (pedicillus) и жгутика (flagellum) (рис. 4). Строение усиков разнообразно у отдельных видов и групп насекомых и этот признак широко используются в диагностике и систематике насекомых.

Различают следующие основные типы усиков (рис. 5):

1) щетинковидный – членики постепенно суживаются от основания к вершине и тогда усик к вершине явно заострен (кузнечики, медведки);

2) нитевидный – все членики по длине усика в основном одинаковой толщины (саранчовые, бабочки пяденицы и огневки, крестоцветные блошки);

3) четковидный – членики короткие и широкие, основание каждого из них сужено (жуки чернотелки);

4) пиловидный – верхний угол каждого членика усика с одной стороны несколько оттянут (некоторые щелкуны и златки);

5) гребневидный, или гребенчатый – каждый членик усика с одной стороны имеет сравнительно длинный отросток (некоторые щелкуны);

Рис. 5. Типы усиков: 1 – щетинковидный у таракана; 2 – нитевидный у саранчовых; 3 – четковидный у жука майского хрущака; 4 – пиловидный у жуков златок; 5 – гребневидный у жуков щелкунов; 6 – булавовидный у дневных чешуекрылых; 7 – головчатый у жуков мертвоедов; 8 – веретеновидный у чешуекрылых пестрянок; 9 – пластинчато-булавовидный у жуков хрущей; 10 – гребенчато-коленчатый у жуков рогачей; 11 – неправильный у жуков вертячек; 12 – перистый у бабочек шелкопрядов; 13 – щетинконосный у круглошовных двукрылых

6) перистый – каждый членик усика имеет двусторонние выросты, и усик напоминает перо птицы (бабочки шелкопряды, американская белая бабочка);

7) булавовидный – вершина усика утолщена (бабочки белянки, крапивница, рапсовый цветоед);

8) головчатый – вершина усика значительно утолщена и резко отделена от остальных члеников усика (жук-мертвоед);

9) пластично-булавовидный – булава состоит из пластинок, складывающихся веерообразно (майский жук, жук кузька, жук крестоносец);

10) коленчатый – первый членик усика значительно длиннее остальных, составляющих жгутик, и направлен под углом к ним. Коленчато-булавовидный (долгоносики), коленчато-гребенчатый (жук-олень);

11) веретеновидный – постепенно утолщен посередине (пестрянки);

12) щетинконосный – три коротких и широких членика различной формы, последний со щетинкой (домашняя и другие виды мух);

13) неправильный – членики усика не сходны между собой по форме и величине, часто асимметричны (некоторые мягкотелки).

Рис. 6. Грызущие ротовые органы: а – верхняя губа; б – верхние челюсти; в – нижние челюсти; г – нижняя губа; 1 – внутренняя жевательная лопасть; 2 – наружная жевательная лопасть; 3 – челюстной щупик; 4 – стволик; 5 – основной членик; 6 – язычок; 7 – придаточный язычок; 8 – губной щупик; 9 – подбородок; 10 – подподбородок

Объяснение к заданию

В типичном случае у взрослых насекомых усики представ­ляют собой пару подвижных членистых придатков, отходящих от лицевой поверхности, обычно между глаз. Основная функция усиков – служить местом расположения сенсилл (чувствительных элементов) химического чувства. Первый членик называют скапусом (основной), второй - педицеллумом (стволик), а все оставшие­ся вместе – флагеллумом (жгутик). Прикреплен усик в усиковой ямке, иногда окруженной узким кольцеобразным усиковым склери­том. В эмбриогенезе усики разви­ваются из придатков 2-го головного сегмента. Усики чрезвы­чайно разнообразны по форме, и некоторые наиболее четко выраженные их типы имеют специальные наименования. У ли­чинок усики, как правило, сильно редуцированы как в отно­шении длины, так и в отношении числа члеников. Форма и строение усиков используются при систематике насекомых для выделения крупных единиц – семейств (пластинчатоусые, усачи и др.).

Основные типы усиков представлены на рисунке 9. Головная капсула также несет зрительные структуры двух типов: сложные гла­за и простые глазки.

Задание

Определить местоположение склеритов головной кап­сулы у майского жука. Для этого через затылочное отверстие голову насекомого укрепить на препаро­вальной игле и вращать ее, удерживая таким образом. Рас­смотреть в лупу лоб, темя, затылок, наличники, виски, щеки, а также усики, глаза, глазки, ротовое отверстие, ротовые ко­нечности.

Рассмотреть форму и положение головы у насекомых, предложенных в коллекции. Определить типы головной капсулы.

Зарисовать строение головной капсулы.

Рассмотреть типы усиков у различных насекомых, оп­ределить пол насекомых по различиям в строении усиков са­мок и самцов.

Зарисовать типы усиков.

Материалы и оборудование: набор насекомых в коллекци­ях или на пластинках - кузнечики, слоники, цикады, жужели­цы, усачи, бабочки шелкопряда (самки и самцы), майский жук, слепень; лупы 10 х, бинокулярные микроскопы.

2.3 Строение груди и её придатков

Объяснение к заданию

Грудь, состоящая из 3-х сегментов (передне-, средне- и задне- груди), несет с вентральной (нижней) стороны по одной паре членистых ног, а с дорзальной (верхней) стороны на 2-м и 3-м грудных сегментах располагаются 2 пары крыльев или их за­чатков.

Ноги насекомых, состоящие из нескольких члеников, и крылья яв­ляются придатками груди.

Грудью называется отдел тела, лежащий между головой и брюшком. Он состоит из трех последовательно расположен­ных сегментов. Каждый сегмент тела насекомого представляет собой хи­тиновое кольцо. Хитиновые пластинки (склериты), образующие это кольцо, носят названия: спинные, верхние пли дорзальные пластинки, образующие полукольцо, - тергиты ; нижние или вентральные - стерниты и 2 боковые стенки – бочки – плейриты (рисунок 10).

Тергиты 3-х грудных отделов называются последователь­но: передне-, задне- и среднеспинка, стерниты соответственно: передне-, средне- и заднегрудка.

Рисунок 2 - Внешнее строение насекомого (расчлененный жук-олень, самец; (по В. Ф. Натали, 1968):

1 - нижняя губа; 2,3 - нижние и верхние челюсти; 4- верхняя губа; 5 - наличник; 6 - усики; 7 - голова; 8 - переднегрудь; 9 - передние ноги; 10 - среднегрудь; 11 - надкрылья; 12 - средние ноги; 13 - заднегрудь; 14 - крылья; 15 - задние ноги (а - тазики, б - вертлуги; в - бедра; г - голени; д - лапка); 16 - брюшко.

Рисунок 9 - Типы усиков насекомых (по Богданову-Катькову):1 - щетинковидный усик, 2 - нитевидный, 3 - четковидный, 4 - пиловидный, 5 - гребенчатый, 6 - булавовидный, 7 - веретеновидный, 8 - пла­стинчатый, 9 - коленчатый, 10 - перистый, 11 - щетинконосный

Части усика: 1 – основной членик; 2 – стволик; 3 – жгутик; 4 - усиковая впадина.

Рисунок 10 - Схема строения грудного сегмента насекомого. А - общий вид; Б- поперечный разрез (по Обенбергеру и Снодграссу):сп - спинка, пл - плейрит, гр - грудка, птз - предтазик (субкокса), тз - тазик, б - бедро, г - голень, л - лапка, акс - аксиллярные склериты, кр - крыло, плс -плейральный стол­бик; внутренний скелет; плч - плейральный гребень, фур - фурка

Рисунок 11- Строение и типы ног (по Бей-Биенко, Богданову-Катькову):

1 - бегательная (жужелицы), тз - тазик, в - вертлуг, б - бедро, г - голень л - лапка, 2 - прыгательная (саранчи), 3 - копательная (медведки), 4 - плавательная (плавунца), 5 - хватательная (богомола), 6 - собирательная (медоносной пчелы)

В тех отрядах, где крылья никогда не развиваются, эти 3 сегмента в главных чертах устроены примерно одинаково. Тергит и стер­нит пластинообразные, а плейральные склериты небольшие или недоразвитые.

У представителей крылатых насекомых 3 грудных сегмен­та сильно различаются между собой. Переднегрудь обыч­но сохраняет все те же части, что и в исходном состоянии. Среднегрудь и заднегрудь претерпели значительные изменения, связанные с развитием в каждом из этих сег­ментов мускулатуры, которая обеспечивать работу ног и крыльев. Плейрит значительно расширился, образовав крупную боковую пластину. С нижней части она несет коксальный отросток, к которому причленяется нога, а с верхней - крыловой отросток (плейральный столбик), к кото­рому причленяется крыло. Сзади и спереди плейрит срастается со стернитом, а участки срастания образуют мостики впереди и позади тазиковых впадин.

Стернит, объединяясь с плейритом своими передними и задними частями, имеющими вид полос, образует впадину, в которой располагается тазик.