Как устроены насекомые?

(Этот и следующий разделы - для самых любознательных.)

Тело насекомых состоит из головы, груди и брюшка, снаружи оно покрыто хитином - высокомолекулярным полисахаридом, устойчивым к действию кислот и щелочей.

Голова образована шестью плотно слившимися передними сегментами тела, покрыта хитиновой капсулой и подвижно сочленена с грудью. Форма головы бывает различной. По обеим ее сторонам между глазами прикреплены усики.

На голове находится ротовой аппарат. Его строение зависит от способа питания. Так, грызущий ротовой аппарат служит для питания твердой пищей. Он состоит из верхней и нижней губ, нижних и верхних челюстей. Переход на жидкую пищу привел к изменению строения ротового аппарата и превращению его в аппарат сосущего типа. Существует еще колюще-сосущий, лакающий и лижущий типы ротового аппарата.

Грудь образована из трех хитинизированных члеников: передне-, средне- и заднегруди, на которых прикреплены конечности - ноги и крылья.

Три пары ног находятся с нижней стороны каждого членика груди. В зависимости от условий обитания различают следующие типы ног: ходильные, прыгательные, копательные и хватательные - так сказать, ноги на все случаи жизни.

Крылья представляют собой паранотальные парные выросты или складки стенки тела, расположенные по бокам груди, и могут быть перепончатыми, кожистыми или роговыми.

Брюшко состоит из 9-11 подвижных члеников, покрытых тонким хитиновым покровом, оно содержит внутренние органы. По форме прикрепления к груди брюшко бывает различного вида: сидячее (пилильщики), стебельчатое (пчелы), висячее (орехотворки). Несет ряд придатков (церки, яйцеклад и т. п.).

Внутренние органы тела насекомых заключены в хитинизированный покров, состоящий из твердого наружного (кутикулы) и мягкого внутреннего (гиподермы) слоев.

У насекомых сильно развита мускулатура - мышцы, которые крепятся к скелету и внутренним органам. Насекомые обладают большой мускульной силой, обеспечивающей полет, ползание, добычу пищи и другие формы деятельности.

Пищеварительный тракт состоит из 3 отделов передней, средней и задней кишки.

Передняя начинается ротовой полостью, где пища измельчается и смачивается слюной, содержащей гидролизующие ферменты. Затем она переходит в глотку, пищевод, зоб (не у всех насекомых), после чего попадает в мышечный желудочек, стенки которого покрыты твердыми хитиновыми наростами, способствующими механическому перетиранию пищи. Из него пища поступает в среднюю кишку где выделяются все пищеварительные соки (ферменты) и происходит химическое переваривание и всасывание продуктов пищеварения.

В средней кишке насекомых присутствуют ферменты для гидролиза белков, жиров и углеводов, а также необходимые для гидролиза специфических веществ, которыми богата пища отдельных видов насекомых.

Задняя кишка, в которую впадают мальпигиевы сосуды, служит для всасывания воды и пищи (в отделе тонкой кишки) и заканчивается прямой кишкой, где формируются экскременты (кал), которые выделяются через анальное отверстие.

У отдельных видов, например жужелиц, клопов, существует внекишечное пищеварение: насекомое вводит через рот в тело жертвы или растительную ткань сок средней кишки, пища переваривается, а затем оно ее глотает.

Органы выделения - мальпигиевы сосуды (от 4-6 до нескольких десятков) и особые нефроцитовые клетки. В мальпигиевых сосудах скапливается мочевая кислота, которая удаляется через заднюю кишку вместе с экскрементами. Нефроциты расположены полости тела. Они захватывают и отлагают в своей плазме различные вещества.

Органы дыхания у насекомых представлены системой трахей, заканчивающихся тончайшими капиллярами (трахеолами), пронизывающими все органы и ткани. Трахеи открываются наружу особыми отверстиями (дыхальцами), расположенными по бокам брюшка (до 8 пар) и на груди (2 пары). Воздух поступает через дыхальца в трахеи как в процессе диффузии, так и благодаря сокращениям мышц брюшка. Кислород служит для окисления веществ тканей тела. В результате окисления происходит выделение тепловой и механической энергии, необходимой для жизнедеятельности организма. Углекислый газ удаляется через кожу и частично через трахеи.

Кровеносная система насекомых незамкнутого типа. Кровь (гемолимфа) заполняет всю полость тела. Сердце лежит на спинной стороне брюшка и представляет собой длинную трубку, разбитую на камеры, и замкнутую на заднем конце. Камеры имеют боковые отверстия с клапанами. Спереди сердце переходит в аорту с отверстием в конце. Камеры сердца, последовательно сокращаясь, всасывают из полости и перекачивают к голове кровь. Она разносит питательные вещества и способствует выделению вредных продуктов и углекислоты, борется с инородными телами, выполняет функцию переносчика гормонов, частично снабжает ткани кислородом, создает повышенное давление в отдельных участках тела (например при расправлении крыльев имаго).

Жировое тело - запасной орган, состоящий из отдельных долек, заполненных жиром и белковыми включениями. Накопление питательных веществ в жировом теле способствует успешной зимовке насекомых.

Органы размножения насекомых расположены в брюшке и открываются наружу половым отверстием. Насекомые раздельнополы. Женские половые органы состоят из двух яичников, из яйцевых трубок, в которых образуются яйцевые клетки, пары яйцеводов, влагалища и придаточных половых желез. У самцов есть семенники где образуются сперматозоиды, семяпроводы, семяизвергательный канал, совокупительный орган и придаточные железы.

Нервная система представлена совокупностью узлов (ганглиев), от которых отходят нервы. Нервные узлы соединяются продольными и поперечными перемычками. В голове над пищеводом расположен надглоточный, а под пищеводом - подглоточный ганглии. От надглоточного ганглия отходят нервы к глазам и усикам, а от подглоточного - к ротовым органам и в передний отдел кишечника.

Брюшная нервная цепочка состоит из 11 узлов, соединенных тяжами. От узлов отходят двигательные (посылающие команды) и чувствительные (воспринимающие раздражения) нервы, управляющие различными частями тела. С центральной нервной системой связана симпатическая нервная система, управляющая внутренними органами насекомого.

Нервное раздражение с периферии по чувствительному нерву достигает нервного узла, а отсюда по двигательному нерву поступает сигнал к той или иной мышце, вызывая соответствующее движение. Нервная система объединяет организм в одно целое.

Органы чувств служат посредниками между нервной системой и окружающей средой, воздействующей на организм насекомого. У насекомых имеются органы зрения, обоняния, осязания, слуха и вкуса.

Органы зрения представлены сложными фасеточными глазами, Дающими прямое и мозаичное изображение, и простыми глазками. Насекомые способны различать форму и цвет предметов.

Органы обоняния расположены на усиках в виде особых обонятельных сенсил и развиты чрезвычайно хорошо.

Органы осязания - это волоски, щетинки, шипики, находящиеся на усиках и отдельных участках тела.

Органы слуха в виде чувствительных клеток расположены внутри отверстия, затянутого перепонкой, имеются только у насекомых, издающих звуки. Расположены они в разных участках тела (у кузнечика - на передних голенях, у саранчи - по бокам первого сегмента брюшка).

Совокупность проявления нервной деятельности насекомых составляет их поведение.

Наиболее часто нервная деятельность проявляется в таксисах. Это простейшая положительная или отрицательная реакция на то или иное внешнее раздражение. Таксисы многообразны. Особенно развиты у насекомых термотаксис (реакция на тепло), гидротаксис (на влагу), фототаксис (на свет), хемо- и трофотаксис (химические раздражители и пищу).

Более сложным видом поведения насекомых является врожденные инстинкты. Проявление определенных инстинктов связано с физиологическим состоянием организма насекомых и зачастую обусловлено действием определенных гормонов. Все инстинкты направлены в основном на сохранение вида или особи как его представителя. У насекомых (пчел, муравьев) возможна выработка определенных условных рефлексов.