Лекция №3Внутреннее строение

План

Лекция №2 Морфология насекомых. Внешнее строение

1.Голова и ее придатки

2.Грудь.

3.Брюшко

4.Кожные покровы

Тело насекомого подразделяется на 3 обособленных отдела — голову, грудь и брюшко. Каждый отдел состоит из различного числа сегментов, несущих придатки и конечности.

1.Голова и ее придатки. Голова представляет собой сильно уплот­ненную черепную коробку, состоящую из слившихся 5 (а по мнению некоторых ученых-морфологов, даже 6...8) сегментов. Она несет пару симметрично расположенных сложных глаз, часто от 1 до 3 простых глаз, или глазков, и подвижные придатки — усики и ро­товые органы. На голове различают отдельные части, иногда отделенные друг от друга швами. Значительную часть передней поверхности головы составляет лоб, вверху переходящий в темя и далее в затылок. Книзу ото лба расположен наличник, граничащий внизу с верхней губой; боковые части головы без определенной, резко выраженной границы подразделены на виски, расположенные сверху за глазами, и щеки — под глазами. К щекам снизу примы­кают верхние челюсти.

Усики, или антенны. Разнообразие усиков и наиболее простой и обычный тип – нитевидные усики:они по всей длине тонкие, одинаковой толщины. представлены одной парой удлиненных членистых образований и очень характерны для насекомых; лишь в отряде бессяжковых (Protura) они отсутствуют, но это есть следствие утраты.

По своей функции усики служат органом чувств, именно — осязания и обоняния. Сидят они по бокам лба между глазами или впереди них, обычно в хорошо выраженной усиковой впадине, или ямке. Усики членисты и состоят из утолщенного основного членика, называемого также рукояткой или скапусом (scapus), за ним следует ножка, или педицелл (pedicellus), а с третьего членика располагается остальная часть — жгутик (flagellum).

Наиболее простой и обычный тип — нитевидные усики; они по всей длине тонкие, одинаковой толщины. Щетинковидные усики — тонкие, но утончающиеся к концу; четковидные — с хорошо обособленными, округло выпуклыми члениками; пильчатые — с короткими угловатыми выступами на члениках с одной стороны; гребенчатые — с более сильными выростами на члениках; булавовидные — утолщенные на вершинном конце; веретеновидные — утолщенные в срединной части и суженные к основанию и вершине; пластинчатые — состоящие из складывающихся пластинок; коленчатые— с сильно удлиненным основным члеником, или стебельком, к которому жгутик присоединен под углом; перистые — с очень тонкими длинными выростами на члениках с обеих сторон; щетинконосные — короткие трехчленистые, с тонкой щетиной на концевом членике и пр.

В зависимости от способов питания и особенностей приема пищи ротовые органы у различных групп насекомых также очень разно­образны по своему строению. Различают 2 основных типа ротовых органов — грызущий и сосущий. Грызущие ротовые органы при­способлены к питанию твердой пищей — частями растений, семе­нами, органическими остатками, и являются более древними по происхождению и первичными по от­ношению к сосущим. По мере перехо­да отдельных групп насекомых к при­ему жидкой пищи (нектар цветков, клеточный сок растений, кровь жи­вотных) возникли различные модифи­кации ротовых органов сосущего типа.

Грызущие ротовые органы состоят из парных нерасчлененных верхних челюстей, пар­ных расчлененных нижних челюстей и непарной расчлененной нижней гу­бы. Сверху ротовые органы прикрыты верхней губой, представ­ляющей собой складку кожи обычно в виде прямоугольной пластинки. Грызущие ротовые органы развиты у прямокрылых, таракановых, жу­ков, некоторых сетчатокрылых и пе­репончатокрылых, у гусениц бабочек и личинок многих других насекомых.

Сосущие ротовые ор­ганы претерпели значительные из­менения, но в большинстве случаев все, же сохранили общие черты, присущие исходным грызущим ротовым орга­нам. Так, у ротовых органов грызуще-лижущего типа (пчелы, шмели, некоторые осы) нижние челюсти и нижняя губа превратились в хоботок, их отдельные части сильно удлинились, но еще сохраняют членистость, присущую грызущим ротовым органам. У колюще-сосущих ротовых органов клопов верхние и нижние челюсти представляют тонкие и длинные колющие щетинки, заключенные в длинный членистый хоботок, образованный нижней губой.

В зависимости от положения выступающих частей ротовых органов различают 3 типа постановки головы: гипогнатический, при котором ротовые части направлены вниз (саранчовые, клопы, многие виды жуков), прогнатический — ротовые части направлены вперед (жуки жужелицы, личинки златоглазок) и опистогнатический — ротовые части направлены вниз и назад (цикадовые, медяницы, тли).

2. Грудь. Грудной отдел насекомого состоит из 3 обособленных сегментов -

передне-, средне- и заднегруди. Каждый сегмент состоит из верхнего полукольца — спинки, или тергита, нижнего полукольца- грудки, или стернита, и бочков — плейритов. Для обозначения верхних полуколец на разных сегментах груди употреб­ляют термины: переднеспинка, среднеспинка и заднеспинка; для обозначения нижних полуколец: переднегрудка, среднегрудка и т. д. Каждый сегмент груди несет по паре ног, а средне- и заднегрудь — по паре крыльев. Ноги имеют членистое строение; состоят из тазика (сочленен­ного с грудью), вертлуга, бедра, голени и лапки. Лапка у разных видов насекомых состоит из 1...5 члеников. Оканчивается она одним, чаще двумя коготками, между которыми нередко располо­жены 1...3 подушечки.

Число члеников, коготков и подушечек служит важным признаком при определении насекомых. В зависимости от образа жизни и уровня специализации отдель­ных групп насекомых у них встречаются различные типы ног. Так, бегательные ноги с удлиненными тонкими частями характерны для тараканов, жужелиц, клопов и других быстро бегающих насекомых. Части ног ходильного типа более короткие, коренастые, с расширенными, часто 4-члениковыми лапками (ти­пичны для жуков листоедов, долгоносиков, усачей). Приспособле­ние к условиям жизни или к способам передвижения способствовало специализации передних или задних ног. У медведок, хрущей, длительный период развития которых связан с почвой, возникли копательные передние ноги; у хищника богомола они стали хвата­тельными; прыгательные задние ноги у саранчовых, кузнечиков, сверчков, плавательные — у жуков плавунцов и других водных насекомых также связаны с характером передвижения, а собира­тельные задние ноги пчелиных — с необходимостью создания запа­сов пищи.

Крылья у насекомых обычно представлены 2 парами; реже развита лишь пара передних крыльев (двукрылые, или мухи, неко­торые виды поденок, самцы кокцид), иногда только пара задних крыльев (самцы веерокрылых), нередко крылья недоразвиты или отсутствуют (первичнобескрылые, вши, блохи и др.). Крыло по про­исхождению является двухслойной складкой покровов тела, кото­рые при появлении взрослого насекомого сближаются и затверде­вают, образуя эластичную пластинку. Эта пластинка укреплена жилками, представляющими собой затвердевшие участки тех путей, по которым залегали воздухоносные трубки — трахеи и нагне­талась кровь (гемолимфа) во время формирования крыла.

Жилкование крыла, т. е. форма, число и расположение жилок очень разнообразны у различных видов и служат важным признаком при определении насекомых. У наиболее примитивных групп крылатых насекомых различают следующие основные продольные жилки: костальная, или коста (С), субкостальная, или субкоста (Sc), радиальная, или радиус (R), медиальная (срединная), или медиа (М), кубитальная, или кубитус {Си) и анальная, или аналис (А). Многие из этих жилок ветвятся.

3. Брюшко. Брюшко является третьим отделом тела насекомых, состоит из ряда более или менее сходных сегментов и у взрослых насекомых лишено ног. У наиболее примитивных насекомых оно состоит из 11 сегментов (бессяжковые, или протуры), но вследствие утраты или слия­ния отдельных члеников чис­ло видимых сегментов сокра­щается до 9... 10 (прямокры­лые) или даже до 4...6 (пере­пончатокрылые, двукрылые). У многих насекомых от­дельные сегменты брюшка несут придатки. В связи с тем, что половые (генитальные) придатки расположены на VIII и IX сегментах брюш­ка, эти сегменты называют генитальными, I...VII — прегенитальными, a X...XI сегменты — постгенитальными. На прегенитальных сег­ментах брюшка имеются при­датки лишь у наиболее при­митивных, первичнобескрылых насекомых. Так, у бессяжковых, или протур, на I...III сегментах брюшка сохранились остатки брюшных ног. У ногохвосток на I сегменте имеется брюшная трубка, на III — зацепка и на IV — прыгательная вилка и т. д.

К генитальным придаткам относятся яйцеклад у самки и гени­талии у самца. Яйцеклад хорошо развит у самок прямокрылых (особенно длинный у кузнечиков и сверчков) и у перепончатокрылых (наездники). Так, у перуанского наездника тело имеет в длину 2 см, а яйцеклад — 15 см. У пчел и других жалящих яйцеклад превращен в жало. Гениталии самца состоят из копулятивного органа и нес­кольких придатков различного строения.

Из постгенитальных придатков у некоторых групп насекомых развиты церки и грифельки. У таракановых, например, церки представлены в виде пары членистых придатков, у уховерток они превратились в крупные нечленистые клещи. Из высших насеко­мых грифельки сохранились лишь у самцов кузнечиков и тараканов.

4. Кожные покровы. Кожный покров насекомых состоит из трех структурных компонентов: из кутикулы (кожицы), гиподермы — подкожной ткани, состоящей из одного слоя эпителиальных клеток, и находящейся под ней базальной около эпителиальной мембраны (перепонки), отграничивающей кожные покровы от общей целомической полости насекомого. Кутикула состоит из трех слоев. Наружный слой — эпикутикула, самый тонкий (около 1 мкм); в отличие от двух других слоев он не содержит хитина и почти целиком состоит из кутикулина, образованного полимеризованным липопротеином и хинонами. Эпикутикула покрыта сплошной пленкой из воска и полифенолов, которая делает этот слой водонепроницаемым, стойким против химических воздействий и прежде всего — против органических растворителей; ей обязаны покровы насекомых таким существенным физическим свойством, как несмачиваемость.

Экзокутикула — средний, наиболее твердый слой, выделяемый клетками гиподермы; он инкрустирован полимерными углеводами и содержит хитин. Гибкие сочленовные участки кожи покрыты наиболее тонким слоем экзокутикулы либо вовсе его не имеют. Если кожные покровы пигментированы, то пигмент располагается именно в этом слое. Эндокутикула — самый толстый слой кутикулы, непосредственно граничащий с гиподермальными клетками; он отличается прозрачностью и сложным строением. Эндокутикула состоит из тонких пластинок волокнистой структуры, уложенных друг на друга так, что направление волокон последующего ряда оказывается перпендикулярным к предыдущему. Такое взаимное расположение пластин этого слоя эндокутикулы увеличивает его прочность, не лишая необходимой гибкости, чему способствует возможность скольжения этих слоев по отношению друг к другу. Через эндокутикулу проходят многочисленные вертикальные канальцы. Одно из специфических веществ кожных покровов членистоногих — хитин. Это высокомолекулярное азотистое соединение, нерастворимое в органических растворителях, содержание которого в кожных покровах колеблется в зависимости от участка и слоев кожи от 20 до 80% и чаще всего служит каркасом, который заполняется протеином. После линьки мягкая кутикула превращается в твердую в результате совместного участия воднорастворимых белков кутикулы и мицелл хитина в процессах кристаллизации. Они образуют пространственную решетку, в которой белково-хитиновый комплекс затвердевает (склеротизуется); сам по себе хитин этими свойствами не обладает, хотя является механическим компонентом опорных структур тела насекомого. Сбрасываемая во время линьки кожица (экзувий) состоит из эпикутикулы и экзокутикулы, а эндокутикула растворяется линочной жидкостью, поступающей в пространство между новообразованной эпикутикулой (защищенной сверху восковым налетом) и старой эндокутикулой. Экзокутикула выделяется клетками гиподермы перед линькой, тогда как эндокутикула — после линьки.

Дата добавления: 2014-01-03