Общие сведения о внутреннем строении насекомых

Пищеварительная система. В пищеварительной системе членистоногих животных различают передний, средний и задний отделы кишечника. Передний отдел служит для размельчения и первичной обработки пищи секретом слюнных желез, в средней кишке проходят основные процессы расщепления пищи и всасывания продуктов пищеварения, а в заднем отделе кишечника в основном всасывается вода.

У многих насекомых, как и у ракообразных, в типичном случае в переднем отделе кишечника (рис. 7) имеются глотка, пищевод и особый орган - мышечный желудок, изнутри выстланный твердыми покровами и служащий для перетирания частиц твердой пищи, например у майского жука - проглоченных кусочков листьев.

В средней кишке насекомых и ракообразных пища расщепляется ферментами, продукты пищеварения всасываются, а непереваренные остатки поступают в заднюю кишку и через прямую кишку выбрасываются наружу.

Кишечник в брюшке насекомого может делать несколько петель. Общая длина такого кишечника может превышать длину тела в 2 - 3 раза. Пищеварительные ферменты насекомых переваривают белки, жиры и углеводы. Они вырабатываются секреторными клетками кишечника и нередко одноклеточными организмами, которые живут и размножаются в кишечнике насекомых.

Например, в кишечнике термитов размножаются бактерии и простейшие, способные переваривать древесину, которой термиты питаются. Бактерии выделяют в просвет кишечника, заполненного размельченной древесиной, сильные ферменты, которые разлагают ее до простых углеводов. Последние потребляются как самими бактериями, так и всасываются через кишечник насекомого. Насекомые таким образом предоставляют этим микроорганизмам благоприятные жизненные условия в своем кишечнике, а бактерии быстро разлагают древесину и снабжают насекомых питательными веществами.

Большинство насекомых постоянно питается в течение всей жизни. Кровососущие насекомые, однако, имеют определенную цикличность питания. Сначала они поглощают большое количество крови, как самки комаров, а затем не питаются до тех пор, пока эта кровь не переварится и не будут отложены образовавшиеся при этом яйца. Только после откладки яиц комары, слепни, мошки и другие кровососущие двукрылые вновь вылетают на добывание новой порции крови. Самцы этих насекомых не являются кровососами и питаются нектаром цветков, так как им требуется меньше энергетических запасов, чем самкам, у которых созревают яйца.

Рис. 7. Пищеварительная и выделительная системы черного таракана: 1 - слепая кишка; 2 - пищевод; 3 - зоб; 4 - мышечный желудок; 5 - средняя кишка; 6 - мальпигиевы сосуды; 7 - задняя кишка; 8 - прямая кишка

Насекомые приспособились к питанию самыми различными веществами. Они способны поедать шерсть, воск, хитин, а личинки одной из мух употребляют в пищу даже нефть. Чем устойчивее к перевариванию пища насекомых, тем сложнее их кишечник и тем чаще они переваривают эту пищу не самостоятельно, а в союзе (симбиозе) с микроорганизмами.

Большинство насекомых, однако, слабо усваивает полезные компоненты пищи, которые нередко проходят через кишечник без изменения. Поэтому насекомые, особенно растительноядные, едят очень много и за сутки способны пропустить через кишечник количество пищи, мacca которой в 2 - 2,5 раза превышает массу их тела.

Даже сахара некоторые насекомые усваивают не полностью. Тли, например, выделяют со своими экскрементами большое количество Сахаров. Этим пользуются муравьи, которые посещают колонии тлей и слизывают их сладкие выделения.

Особым способом пищеварения, характерным для некоторых насекомых, является так называемое внекишечное переваривание пищи. Крупные жуки-жужелицы, поймав жертву жвалами, изливают на нее из ротового отверстия буроватый пищеварительный сок и поедают уже обработанную им пищу. Личинки жуков-плавунцов имеют серповидные челюсти, внутри которых проходят специальные каналы. Личинки пронзают челюстями добычу и по каналам вливают в ее тело быстродействующий пищеварительный сок. Затем продукты пищеварения личинки всасывают через эти же челюстные каналы.

Личинки некоторых хищных и паразитических насекомых, нападая на свою жертву, например на личинку другого насекомого, через прокол вводят в ее тело специальные ядовитые вещества, быстро парализующие жертву. Это позволяет мелким личинкам паразита успешно овладевать крупной добычей.

Растительноядные насекомые при питании соками растений в процессе сосания могут выделять в растительные ткани ростовые вещества. В результате пораженный орган растения (лист, стебель, цветок и др.) разрастается и нередко превращается в камеру, где обитают эти сосущие насекомые, образуя так называемый галл.

Как уже упоминалось, личинки мух, развивающиеся в навозе, отбросах или на падали, переваривают пищу коллективно. Они в большом количестве выделяют на пищу пищеварительные соки, разжижают ее, а затем заглатывают продукты разложения, плавая в жидкой массе, в которую превращается пищевой субстрат.

Наконец, есть насекомые, которые во взрослой фазе совсем не питаются, а живут за счет тех запасов, которые накопила личинка. Ротовые органы у таких насекомых часто бывают недоразвиты.

Кровеносная система. Как у ракообразных, так и у насекомых кровеносная система не замкнута. Это значит, что кровь (гемолимфа) циркулирует не по системе кровеносных сосудов, а находится в полости тела и непосредственно омывает внутренние органы. Циркуляция крови в теле насекомого обеспечивается работой сердца, расположенного в спинном отделе. У насекомых это продольная мускулистая трубка (у ракообразных и паукообразных сердце мешковидное), которая сокращается и гонит кровь в головной конец тела; обратному току крови препятствуют имеющиеся в сердце клапаны. Когда сердце расширяется, в него поступает гемолимфа главным образом из задней части тела через небольшие боковые отверстия. Эти отверстия тоже снабжены клапанами, не допускающими обратного оттока крови. Задний конец сердечной трубки обычно замкнут. Таким образом, в полости тела насекомого кровь течет от переднего конца к заднему, а затем в результате пульсации сердца вновь направляется к голове. Ритмика работы сердца насекомых различна - от 15 до 150 сокращений в 1 мин.

Кровь насекомых разносит по организму питательные вещества и переносит к органам выделения вредные продукты обмена. В ее составе есть свободно плавающие клетки - гемоциты, защищающие насекомое от чуждых микроорганизмов, которых они обволакивают своим телом (как это делают, например, амебы) и уничтожают. У некоторых насекомых кровь ядовита. При нападении врага на поверхности тела насекомого выделяются капельки крови, несущие защитную функцию.

У насекомых кровь принимает лишь незначительное участие в обеспечении органов и тканей кислородом, так как это функция трахейной системы.

Дыхательная система. Дышат насекомые при помощи системы сильно разветвленных внутренних трубочек-трахей (рис. 8), по которым воздух доставляется ко всем органам и тканям. Трахейный ствол открывается наружу отверстием - дыхальцем. У насекомых может быть до 10 пар дыхалец, расположенных на боковых сторонах тела, не более чем по 2 дыхальца на сегменте. На голове дыхальца отсутствуют, и туда идет часть трахей из грудного отдела.

Трахейный ствол, отходящий от дыхальца, многократно ветвится, образуя тончайшие трубочки - трахеолы, оплетающие органы. Кислород диффундирует в органы через стенки трахеол. В составе стенок трахей имеется хитин, придающий трубочкам упругость.

Углекислый газ частично выводится в просвет трахей, частично (до 25%) диффундирует непосредственно через покровы насекомого, так как они проницаемы для углекислого газа, но почти непроницаемы для кислорода.

Многие насекомые совершают дыхательные движения: расширяя брюшко, они способствуют притоку воздуха в трахейную систему. Отработанный воздух затем выталкивается из трахей в результате сокращения брюшка. Домашняя пчела в спокойном состоянии совершает 40, а при интенсивной работе - до 120 дыхательных движений в 1 мин.

Интенсивность дыхания увеличивается при нагреве тела насекомого. Насекомые в отличие от теплокровных животных не имеют постоянной температуры тела. Под лучами солнца тело насекомых буквально в течение нескольких минут сильно нагревается и его температура на 10° и более может превышать температуру окружающего воздуха. Насекомое в это время предотвращает перегрев тела солнцем интенсивными дыхательными движениями. Многие насекомые в период наибольшей инсоляции прячутся в укрытиях.

Интересные способы дыхания выработались у водных насекомых. У личинок стрекоз, поденок и веснянок имеются жабры, но в отличие от жабр рыб, которые омываются кровью, жабры водных личинок насекомых пронизаны густой сетью трахей. Таким образом, кислород, растворенный в воде, поступает в просвет трахей через тончайшие покровы и распределяется по телу через трахейную систему. Углекислый газ выделяется через покровы тела и жабры непосредственно в воду.

Рис. 8 Трахейная система черного таракана

Некоторые водные насекомые захватывают под воду запас воздуха под надкрыльями (жук-плавунец) или на несмачивающемся волосяном покрове (клоп-гладыш). Периодически эти насекомые поднимаются к поверхности воды и обновляют запас воздуха. Некоторые насекомые имеют на конце брюшка длинную дыхательную трубку, через которую дышат. Только мелкие водные насекомые, главным образом личинки, дышат всей поверхностью тела и не имеют специальных приспособлений для дыхания.

Выделительная система. У насекомых органы выделения своеобразны. Они обычно представляют собой пучок тонких трубочек (мальпигиевых сосудов), которые расположены в полости тела. На одном (свободном) конце они замкнуты, а другим вливаются в кишечник на границе между средней и задней кишкой так, что их отверстие открывается в его полость (рис. 7).

Продукты обмена, обычно соли мочевой кислоты, отсасываются всей поверхностью мальпигиевых сосудов, внутри сосудов превращаются в кристаллы, которые выводятся в полость кишечника и вместе с непереваренными остатками пищи выбрасываются из организма. Минимальное число мальпигиевых сосудов у насекомых - 2, максимальное - более 200.

У насекомых свободные концы мальпигиевых сосудов прирастают к поверхности толстой кишки, но не соединяются с ней полностью. Считают, что через поверхность срастания из содержимого задней кишки в мальпигиевы сосуды поступает вода, столь необходимая для насекомого.

Часть вредных продуктов обмена поступает не в мальпигиевы сосуды, а в жировое тело. В нем откладываются запасы питательных веществ, имеющие вид широких лент или иных образований. В жировом теле накапливаются кристаллы метаболитов, которые изолируются от других органов и теряют токсические свойства.

Нервная система. Как и у ракообразных, нервная система у насекомых состоит из так называемого окологлоточного кольца и брюшной нервной цепочки (рис. 9). Исходно у членистоногих в каждом сегменте тела было 2 скопления нервных клеток - ганглиев, которые были соединены нервными тяжами друг с другом и с ганглиями соседних сегментов. Так образовалась "нервная лестница".

В процессе эволюции 2 скопления нервных клеток каждого сегмента слились в один двойной ганглий, от которого вперед и назад отходят по 2 нервных тяжа (комиссуры), соединяющие этот ганглий с ганглиями соседних сегментов. Так возникла "нервная цепочка".

Рис. 9. Нервная система комара-звонца (слева) и мухи (справа): 1 - головной мозг; 2 - грудные узлы; 3 - брюшные узлы

В процессе дальнейшей эволюции часть ганглиев, в первую очередь в головном и грудном отделах, также стала объединяться. В головном отделе возник головной мозг - результат слияния трех ганглиев, называемый также надглоточным ганглием. Следующий за ним ганглий называют подглоточным, так как он, как и вся нервная цепочка, смещен на брюшную сторону тела и находится под передней кишкой на ее глоточном участке. Он также является результатом слияния 3 ганглиев. В грудном отделе расположены 3 крупных грудных ганглия, которые у некоторых насекомых могут сливаться в один. Брюшных ганглиев насчитывается не более 8, так как ганглии последних брюшных сегментов в процессе эволюции сместились вперед и слились друг с другом (рис. 9). Процессы слияния нервных узлов многообразны. У высших мух, например, все брюшные ганглии переместились в грудной отдел и вместе с грудными ганглиями слились в один крупный нервный узел (рис. 9).

Общим правилом является то, что у высокоорганизованных насекомых, отличающихся сложным поведением (например, у общественных перепончатокрылых), отмечается увеличение размеров головного мозга и укрупнение других нервных узлов за счет их слияния в крупные скопления нервных клеток.

У насекомых, кроме описанной выше центральной нервной системы, имеется симпатическая нервная система.

Половая система. У самок органы размножения состоят из двух яичников, в которых формируются яйца. Каждый яичник переходит в трубчатый яйцевод. Правый и левый яйцеводы объединяются в единый непарный яйцевод, по которому зрелые яйца выводятся наружу.

Из придаточных органов половой системы самки особое значение имеет семяприемник - резервуар, в котором после оплодотворения накапливаются сперматозоиды. Семяприемник соединен с яйцеводом тонким каналом, по которому во время прохождения яйца в яйцевод поступают сперматозоиды.

Половые органы самца состоят из двух семенников, которые переходят в семяпроводы. Последние объединяются в непарный семяизвергательный канал, по которому выводится сперма.

Как у самца, так и у самки в состав половой системы входят придаточные железы, открывающиеся в непарный выводной проток половых желез. Они выделяют различные секреты, например секрет для приклеивания яиц к субстрату, для склеивания яиц в группы (оотеки), для обволакивания отложенных яиц защитным слоем.

Загляни на https://barn.indigram.info - и окунись в мир страсти и наслаждения с прекрасными спутницами.