Органы слуха у насекомых

Органы слуха насекомых – это чувствительные образования, благодаря которым насекомые могут слышать звуки.


Строение органов слуха насекомых сходно со структурой других органов механического чувства – осязательных волосков, а также образований, воспринимающих вибрацию, отвечающих за равновесие и определение положения тела в пространстве. У некоторых насекомых слуха нет вообще, а некоторые слышат очень хорошо. Особенно значительного развития органы слуха достигли у тех видов, которые сами воспроизводят звуки. Строение органов слуха у различных насекомых сильно отличается.

Органы слуха у насекомых - Строение сколопофора
Строение сколопофора


Хордотональные органы

Эти структуры – первые, у которых была определена слуховая функция.

Они представлены рядом тончайших сенсилл, натянутых между двумя участками кутикулы, подобно струнам. Эти сенсиллы называются сколопофорами, или сколопидиями. Каждая из них имеет в своем составе три клетки:

Чувствительный нейрон

– лежит в основании сенсиллы, пропускает через ее стержень свой отросток. Отросток, который отходит от нейрона, называется штифтом, или сколоксом. Конечная часть сколокса не прикрепляется непосредственно к кутикуле, но соединяется с ней тонкой концевой нитью.[1]

Колпачковая клетка

– находится на вершине сенсиллы, на противоположной стороне от тела нервной клетки, прикреплена к кутикуле, располагается вокруг концевой нити.

Обкладочная клетка

– «обнимает» отросток нейрона, являясь для него «чехлом».[1] (фото)

В месте присоединения к ней хордотональной сенсиллы кутикула насекомого имеет такой же внешний вид, как и везде. В некоторых случаях на этом месте располагается небольшая ямочка либо наоборот, выступ.[1]

Расположение хордотональных органов разное. Совокупность сенсилл можно заметить на брюшке, ногах, усиках, крыльях – везде. Их распределение, как правило, симметрично на обеих частях тела. Они участвуют в восприятии звуковых волн, однако специалисты, предполагавшие, что насекомые слышат преимущественно благодаря им, оказались неправы. Выяснилось, что в основном они играют роль органов механического чувства, улавливая сотрясения, прикосновения и реагируя на растяжение кутикулы.[1][4]

Органы слуха у насекомых - У комаров орган слуха </p>расположен на усиках
У комаров орган слуха

расположен на усиках


Джонстонов орган

Так называют особую разновидность хордотонального органа. Располагается он на антеннах, точнее, на вторых члениках усиков. Джонстонов орган реагирует на движение воздуха, воспринимает его сотрясение и контакт с твердыми субстратами. А у представителей семейства настоящих комаров (Culicidae) он является наиболее сложно устроенным и выполняет функцию слуха.[1] (фото) Он способен воспринимать звуки как в водной, так и в воздушной среде.[2]

Джонстонов орган состоит из нескольких сколопидиев, в основании которых лежат по 1-3 нейрона. Они крепятся к сочленовой мембране второго и третьего члеников усиков. Когда орган раздражается звуковой волной, сигналы от нейронов идут непосредственно в мозг. Интересно, что у самок дрозофил орган «настроен» преимущественно на особые звуковые сигналы, идущие от вибрации крыльев самцов.[2]

У комаров в основе джонстонова органа лежат несколько тысяч нервных клеток, которые располагаются круговыми слоями возле основания жгутика антенн. Они улавливают все вибрации и изменения положения усиков, одновременно сами по себе генерируя импульсы в тоническом и фазовом режиме. Если фронт звуковых волн извне идет параллельно оси воспринимающей антенны, то волоски, которые ее покрывают, вибрируют и этим раскачивают ее жгут, стимулируя раздражение рецепторов.[2]

Знание анатомии джонстонова органа позволило ученым сконструировать ловушки для комаров. Эти устройства издают специфические для этих насекомых сигналы, приманивая их к себе, а затем засасывая внутрь.[2]

Слуховые волоски

Они берут начало от кутикулы и свободно заканчиваются. Визуально они могут не отличаться от других волосков на теле, однако имеют способность воспринимать звуковые волны. Такие органы слуха имеются на церках у тараканов и на теле ряда гусениц.[1] Аналогичные образования имеются у сверчков, у них они способны уловить звуки с частотой 50-400 колебаний в секунду. При их же помощи насекомые ощущают направление потоков воздуха.[3]

Органы слуха у насекомых - Тимпанальный орган
Тимпанальный орган


Тимпанальные органы

Эти образования имеются у представителей отряда Прямокрылые (сверчки, саранча, кузнечики), певчих цикад, ряда бабочек, а также некоторых клопов. Они считаются «настоящими» органами слуха, потому что слуховая функция выражена у них лучше всего.[1]

Тимпанальные органы состоят из скоплений волосков – сколопофор, которые связываются с истонченными участками кутикулы, натянутыми в виде барабанной перепонки. Каждый такой участок носит название тимпанум. Типанальные органы более крупные, чем хордотональные органы и чем джонстонов орган. Иногда они хорошо видны даже при визуальном осмотре тела насекомого.[1]

Особенно хорошо они представлены у прямокрылых. У саранчовых они выглядят в виде располагающегося на первом сегменте брюшка округлого, овального или полулунного отверстия. Вернее, этих отверстий даже два, они лежат симметрично по бокам брюшка и затянуты прозрачной тонкой мембраной. Края отверстий нередко утолщены.[1] (фото)

У певчих цикад тоже пара слуховых органов, и они тоже находятся на брюшке, но у его основания. «Уши» у цикад связаны с их звуковыми органами. У бабочек и клопов они развиты в меньшей степени и могут быть «разбросаны» по разным частям тела. Например, у дневных бабочек они находятся на основании первой пары крыльев, у совок – между брюшком и грудью.[1]

У кузнечиков и сверчков органы слуха локализованы на ногах, на голенях передних конечностей. Они представлены в виде овалов или щелей, затянутых мембраной. У этих насекомых устройство тимпанальных органов особенно сложно. Под перепонкой располагаются отверстия крупных по диаметру трахей. Поверх главной трахеи находятся сколопофоры, разделенные по группам и образующие три отдела:

  • подколенный орган: самые длинные сколопофоры, расположенные веерообразно;
  • промежуточный орган: группа волосков, не связанных с кутикулой;
  • слуховой гребень: скопление сколопофор в виде «клавиш рояля».[1]
Органы слуха у насекомых - Орган слуха у сетчатокрылых
Орган слуха у сетчатокрылых


В основании тимпанального органа лежит несколько десятков, а в более редких случаях – несколько сотен нервных клеток. У цикад их количество максимально – 1500. У этих насекомых относительно небольшая острота слуха, всего 7-40 децибел, однако они могут отличать звуки, которые залпами с большой скоростью следуют друг за другом с частотой 100-300 в секунду. Для человека два звука, идущие друг за другом с такими промежутками, сливаются в один.[2]

От тимпанального органа чувствительные нервные волокна идут в направлении к переднегрудному ганглию, где располагается слуховой центр.[1]

Другие слуховые органы

Описанные структуры не ограничивают круг анатомических разновидностей органов слуха у насекомых. Например, у ряда бражников эти органы имеют «свое» строение и находятся в члениках нижнегубного щупика, который соприкасается у них с рудиментом, оставшимся от верхней губы (пилифером). А у бабочек-бархатниц и сетчатокрылых органами слуха являются вздутия радиальных жилок основания крыла, заполненные гемолимфой. Акустические колебания передаются через эти образование на гемолимфу; в стенках вздутия находятся нейроны, которые воспринимают звуковые сигналы.[2][4] (фото)

Органы слуха у насекомых - Совка
Совка


Значение и возможности слуха у насекомых

Насекомые – это единственные представители Беспозвоночных, для которых точно доказана способность различать звуки.[3]

С помощью слуха насекомые воспринимают акустические сигналы из внешней среды, что помогает им искать источники питания, узнавать об опасности и так далее. Слух также позволяет им общаться между собой: например, они улавливают стрекотание или пение особей противоположного пола во время брачного периода.[1] Кроме того, слух участвует в формировании их поведения: когда на бабочек совок воздействовали звуками разной частоты, они меняли направление полета или «притворялись мертвыми».[3]

Разнообразие подаваемых сигналов у насекомых довольно велико. Среди них различают призывы самцов к самкам, их ответы, песни насекомых во время спаривания, звуки, издаваемые самцами, охраняющими свою территорию, предупредительные, тревожные звуки, агрессивные сигналы при столкновениях самцов и так далее. Соответственно, их улавливание и интерпретация играет огромную роль в коммуникациях между представителями вида.[2]

Диапазон частот, воспринимаемых насекомыми в целом, довольно широкий, он распространяется на области от инфразвука (частота колебаний около 8 в 1 секунду) до ультразвука (40 000 колебаний в 1 секунду). Однако для каждого вида насекомых характерен свой диапазон восприятия. К примеру, при помощи своих слуховых волосков гусеницы слышат звуки 32-1024 Гц, но им недоступно то, что слышат египетские кобылки: те воспринимают их в диапазоне 2480-40000 колебаний в секунду.[1] Имеются сообщения, что некоторые насекомые, например, те же совки, способны слышать звуки с частотой до 175 000 Гц, которых для человека просто не существует.[3] (фото)

Близкие статьи

 

Ссылки

Заглавная статья: Нервная система

Тема: Внутреннее строение насекомых, Нервная система насекомых

Оставьте свой отзыв:

Составитель:

 

Страница внесена:

Последнее обновление: 12.05.14 22:40

Статья составлена с использованием следующих материалов:

Литературные источники:
1.

Бей-Биенко Г.Я. Общая энтомология. — 3-е издание., доп.— М.: Высш.школа, 1980. — 416 с.,ил.

2.

Захваткин Ю.А., Курс общей энтомологии, Москва, «Колос», 2001 - 376 с.

3.

Зенкевич Л.А. Жизнь животных. Энциклопедия в 6 томах. Т. 3 Пауки и насекомые. – М., «Просвещение», 1969. – 637 с.

4.

Шванвич Б.Н. Курс общей энтомологии. — М.Л. Советская наука. 1949.—900 с., ил.

Изображения (переработаны):
5.

Бей-Биенко Г.Я. Общая энтомология. – 3-е издание., доп.— М.: Высш.школа, 1980. – 416 с., Иллюстрации из книги ©

6.

Green locust, by  Ton Rulkens, по лицензии CC BY-SA

7.

Lacewing Eye, by  Tony Hisgett, по лицензии CC BY

8.

Noctuid Moth, by  David Zuccaro, по лицензии CC BY-SA

9.

Woodland Mosquito, by  Katja Schulz, по лицензии CC BY