Внутреннее строение насекомых

Внутреннее строение насекомых – это совокупность особенностей структуры и расположения органов, которыми представители этого класса отличаются от других живых организмов.

Общий план строения. Полость тела

Органы насекомых располагаются в полости тела – его внутреннем пространстве, которое делится по уровню на три отдела, или синуса. Это разделение возможно благодаря наличию в полости горизонтальных перегородок (диафрагм).

Верхняя, или дорсальная диафрагма отграничивает перикардиальный отдел, внутри которого находится спинной сосуд (сердце и аорта). Нижняя диафрагма отделяет пространство перинейрального синуса; в нем лежит брюшная нервная цепочка. Между диафрагмами находится самый широкий висцеральный (внутренностный) отдел, в котором лежат пищеварительная, выделительная, половая система и структуры жирового тела. Элементы дыхательной системы встречаются во всех трех отделах.[1]

Внутреннее строение насекомых - Общий план строения насекомых </p>на примере таракана
Общий план строения насекомых

на примере таракана


Каждый орган в теле насекомого имеет особое, строго определенное расположение относительно других структур; типичный вид органокомплекса можно продемонстрировать на примере схематического внутреннего строения таракана (см. фото).[1] Посистемное внутреннее строение насекомых описано ниже.

Мышечная система

В теле насекомых до 2 000 мышц, таким образом, их количество может в 3,5 раза превышать число мускулов в организме человека. Мышечные пучки располагаются в стенках внутренних органов (висцеральные) либо прикрепляются к элементам наружного скелета (к внутренней поверхности склеритов). В последнем случае они называются скелетными. Скелетные мышцы делятся по своему расположению на головную, грудную и брюшную группы. В области прикрепления мышц к кутикуле последняя имеет гребни, бугорки и прочие выступающие внутрь тела элементы – аподемы.[3][4]

Каждая мышца представляет собой совокупность мышечных волокон, а каждое волокно – это клетка определенного строения. Внутри нее находится несколько ядер, цитоплазма, большое количество митохондрий («энергетических станций», благодаря которым возможна работа мышц) и нити специальных сократительных белков (актомиозина).[4][1]

В области прикрепления к кутикуле мембраны мышечных клеток срастаются с гиподермой, там же от мышц отходят прочные тонкие нити – тонофибриллы, являющиеся у насекомых некоторым аналогом сухожилий.[1]

Внутреннее строение насекомых - Муравей – одно из</p> самых сильных насекомых
Муравей – одно из

самых сильных насекомых


В мышечной ткани насекомых с очень высокой скоростью происходит обмен веществ. Кроме того, у них есть особенности нервно-мышечной связи: у некоторых в ответ на поступление к мышце одного импульса она может сокращаться несколько раз! Подобный механизм особенно часто реализуется у летающих видов, представители которых могут делать до 1000 взмахов крыльев в 1 секунду.[3] Благодаря этим особенностям насекомые могут длительное время выполнять физическую работу, отличаются большой силой мышц (в «своих» масштабах) и медленно утомляются.

Пищеварительная система

Пищеварительная система насекомых представляет собой кишечный канал, начинающийся на переднем конце тела ротовым отверстием и заканчивающийся на задней части брюшка анальным отверстием. Кроме того, к пищеварительной системе относят железы, которые открывают свои протоки в различные отделы кишечного канала.[6][4]

Внутреннее строение насекомых - Строение пищеварительной</p> системы насекомых
Строение пищеварительной

системы насекомых


В структуре канала выделяют три отдела:

Передняя кишка

. Включает глотку с впадающими в нее протоками слюнных желез, пищевод с имеющимся в нем расширением (зобом). Зоб переходит в провентрикулус, или мышечный желудок. Изнутри он покрыт «щеткой» из плотных зубцов, а в его стенке находятся мощные мышечные волокна. Все это позволяет провентрикулусу осуществлять механическую функцию: дополнительно измельчать и перемешивать проглоченный питательный субстрат.

У некоторых в передней кишке и на границе ее расположения со средней имеются выпячивания – дивертикулы или пилорические выросты. Зоб и выросты служат резервуарами для хранения пищи, там она обрабатывается ферментами.[6][4]

Средняя кишка

. Отделяется от выше лежащего отдела специальным сужением – кардиальным клапаном. Внутри средней кишки, которая обычно представлена в виде вытянутой трубки, находится очень важная структура – перитрофическая мембрана, состоящая из фибриллярных и белково-хитиновых элементов. Мембрана обволакивает поступающие порции субстрата и участвует в переваривании пищи и усвоении минеральных и других компонентов.

Задняя кишка

. Ниже пилорического клапана, расположенного в нижней части среднего отдела, расположены структуры задней кишки. На ее уровне в кишечный канал обычно открываются мальпигиевы сосуды – элементы выделительной системы. Задняя кишка разделяется на две части – тонкую и прямую кишку, которые также разграничены между собой клапаном (ректальным). Кроме того, в стенках задней кишки располагаются ректальные железы, всасывающие воду.[6][4](фото)

Данная схема является универсальной, однако насекомые, которые питаются разными субстратами (твердыми и жидкими, растительными и животными), могут иметь свои особенности строения пищеварительной системы. Подробнее – в этой статье.

Внутреннее строение насекомых - Пустынная саранча – рекордсмен </p>по количеству мальпигиевых сосудов
Пустынная саранча – рекордсмен

по количеству мальпигиевых сосудов


Выделительная система

Главными органами выделительной системы у насекомых являются мальпигиевы сосуды. Это трубкообразные структуры, слепые концы которых оканчиваются в полости тела и омываются гемолимфой, а базальные части соединяются с кишечным каналом, как это показано на фото к предыдущему разделу. Сосуды захватывают из гемолимфы конечные продукты обмена веществ (в основном белкового обмена, главным образом мочевая кислота) и выводят их в кишку, откуда они потом с экскрементами выводятся наружу.

Число мальпигиевых сосудов может быть от 1 до 250, а порой и больше. Больше всего их у пустынной саранчи.[4][5] (фото)

Кроме того, функцию выведения из организма балластных веществ, метаболитов и ядов выполняют и другие органы, напрямую не относящиеся к выделительной системе. Это трахеи, избавляющие организм насекомого от летучих соединений, и железы. Также стоит упомянуть, что жировое тело и кутикула могут депонировать некоторые соединения в своих структурах.[4][5]

Внутреннее строение насекомых - Орган свечения у светлячка
Орган свечения у светлячка


Жировое тело

Жировым телом называется субстанция, находящаяся между органами. Условно его можно отнести к органам выделительной системы («почкам накопления»),[3] однако оно не только накапливает метаболиты, но и выполняет множество других функций, что также создает ему сходство с «нашей» печенью и жировой тканью.

Жировое тело имеет цвет от белого до ярко-оранжевого, в наибольшем объеме располагается в брюшке. Оно накапливает запасные питательные вещества в виде гликогена или жира, в нем происходят процессы обезвреживания ядов (в том числе инсектицидов) и продуктов обмена веществ, а у некоторых насекомых в жировом теле находятся особые клетки, формирующие органы свечения.[1][4] (фото)

Кровеносная система

Кровеносная система у насекомых не замкнутая, то есть их кровь (гемолимфа) циркулирует не по закрытой сети сосудов, а частично протекает в полости тела между органами. Сосудистая часть кровеносной системы образована так называемым спинным сосудом, который делится на две части: сердце и аорту.[1][4]

Внутреннее строение насекомых - Выделение гемолимфы как защитный механизм
Выделение гемолимфы как защитный механизм


Сердце располагается у насекомых в брюшке, имеет удлиненную форму, состоит из 1-7 камер, по бокам в нем имеются отверстия (устьица, ости) через которые орган, сокращаясь, засасывает внутрь себя гемолимфу и перекачивает ее в аорту.

Аорта расположена в грудном отделе, в ней нет камер и отверстий, она проводит кровь в направлении к голове. В последней никаких сосудов уже нет, гемолимфа изливается в ее полость, а потом под действием отрицательного давления постепенно опять перемещается к заднему концу тела, где вновь засасывается в сердце. [1][4]

В основании ног и усиков также имеются дополнительные образования, напоминающие сердца и обладающие самостоятельной сократительной активностью. Благодаря их наличию кровь может циркулировать и в придатках тела.[1][4]

Что касается гемолимфы, то это – прозрачная (желтоватая, зеленоватая, бурая, реже другого оттенка) жидкость, которая разносит по телу питательные вещества и собирает из клеток продукты обмена веществ, которые затем фильтруются мальпигиевыми сосудами и выводятся из организма. Дыхательной функции, как у животных, кровь насекомых не имеет, что связано с особенностями строения органов дыхания, о которых мы поговорим чуть ниже. Зато у ряда насекомых она выполняет дополнительные задачи. К примеру, некоторые жуки, защищаясь от врагов, выделяют капли гемолимфы, содержащей раздражающие вещества, из области ротовых органов или сгибов конечностей.[1][4] (фото)

Внутреннее строение насекомых - Строение дыхательной системы
Строение дыхательной системы


Дыхательная система

Дыхание насекомых осуществляется атмосферным воздухом, притом кислород доставляется к клеткам и тканям непосредственно из окружающей среды. Это возможно благодаря особому строению трахейной системы – совокупности проводящих воздух внутренних трубочек, начинающихся от боковых частей груди и брюшка отверстиями – дыхальцами.[4][5](фото)

От дыхалец внутрь тела идут более или менее прямые короткие стволики, которые впадают в основные трахейные стволы, лежащие продольно справа и слева. Иногда помимо основных у насекомых также бывают добавочные трахеальные стволы, одна пара или более. От них на уровне каждого сегмента вглубь отходят более мелкие трахеи.[4][5]

К спинному сосуду и другим дорсально расположенным структурам направляется дорсальная ветвь, к органам пищеварительной и половой систем идет висцеральная ветвь, а к вентрально расположенным образованиям – вентральная.[4][5]

Трахеи многократно ветвятся и оканчиваются трахеолами – самыми маленькими по диаметру трубочками, диаметр которых не превышает 1 мм. Они оплетают клетки и группы клеток, в результате чего те получают возможность путем диффузии извлекать через тонкие контактирующие мембраны кислород.[4][5]

Нервная система

Она имеет очень сложное строение, но все ее компоненты состоят из одинаковых функциональных единиц – нервных клеток, или нейронов. Каждый нейрон содержит три части: тело, дендриты (многочисленные отростки, по которым клетка получает импульсы) и аксон (один отросток, по которым клетка сама передает импульсы к другим нейронам, а также рабочим органам – мышцам, железам).[2][1][4]

Внутреннее строение насекомых - Строение нервной системы </p>у разных насекомых
Строение нервной системы

у разных насекомых


Макростроение нервной системы можно представить таким образом:

центральная нервная система

(головной мозг и брюшная нервная цепочка) – состоит из ганглиев, внутри которых находятся многочисленные ассоциативные центры, контролирует работу всех органов и тканей тела насекомого;[2][1][4]

периферическая нервная система

– представлена чувствительными и двигательными нервами, которые идут от центральной нервной системы к органам и тканям и наоборот;

симпатическая, или вегетативная система

– совокупность отдельно лежащих ганглиев и нервов, которые участвуют в управлении работой внутренних органов и особенно эндокринных желез.

Особого внимания среди этих структур заслуживают головной мозг и нервная цепочка.[2][1][4]

Мозг насекомых состоит из трех отделов – протоцеребрум, дейтоцеребрум и тритоцеребрум. Тритоцеребрум имеет самое простое строение, он расположен сразу кпереди от брюшной нервной цепочки, управляет движениями верхней губы и мышц угла рта, имеет связь с симпатической нервной системой.[2][1][4]

Дейтоцеребрум лежит впереди от тритоцеребрума, координирует работу усиков.

Протоцеребрум, или первичный мозг, имеет самое сложное строение, включает ряд отдельных анатомических структур, обладающих многочисленными функциями и неодинаково выраженных у представителей различных таксонов (зрительные доли, грибовидные тела, протоцеребральный мост, протоцеребральные лопасти и т.д.). Именно этот отдел отвечает за анализ информации, в нем формируются рефлексы и так далее. В конечном итоге протоцеребрум не только управляет работой всех органов, но и служит местом формированияповедения насекомых.[2][1][4]

Брюшная нервная цепочка – парная цепь ганглиев, лежащая вдоль тела на протяжении грудного и брюшного отдела. Каждая пара принимает чувствительные нервы и отдает двигательные нервы в пределах соответствующего сегмента тела. Иногда два или более ганглиев соединяются между собой, сливаясь в единое образование. В крайних случаях, например у мух, все ганглии брюшной нервной цепочки вообще собраны в одну массу, от которой к органам и тканям направляются нервы.[2][1][4] (фото)

Внутреннее строение насекомых - Пример расположения органов </p>чувств на голове пчелы
Пример расположения органов

чувств на голове пчелы


Органы чувств

Органы чувств – это производные нервной системы, которые содержат чувствительные окончания разных типов. У насекомых имеются:

  1. Органы осязания – механорецепторы, расположенные в кутикуле по всему телу.
  2. Органы зрения, представленные сложными фасеточными глазами, простыми глазками или личиночными глазками.
  3. Органы слуха: располагаются на разных частых тела, обычно представлены так называемыми тимпанальными органами. Некоторые насекомые также слышат хордотональными органами, джонстоновым органом или специальными слуховыми волосками.
  4. Органы вкуса: находятся на ротовых органах, реже на лапках и брюшке.
  5. Органы обоняния: как правило, располагаются на усиках, представлены видоизмененными участками кутикулы. Вкус и обоняние работают совместно, так что их объединяют под определением «органы химического чувства».
  6. Особый орган чувств, который определяет состояние внутренней среды организма насекомых, изучен мало.[2][6]
 

Ссылки

Раздел: Строение насекомых

Тема: Внутреннее строение насекомых

Оставьте свой отзыв:

Составитель:

 

Страница внесена:

Последнее обновление: 15.01.15 17:09

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.

Бондаренко Н.В., Поспелов С.М., Персов М.П. - Общая и сельскохозяйственная энтомология. - М.: Колос, 1983.-416 с.

3.

Догель В.А. Зоология беспозвоночных. /Под ред. проф. Полянского Ю. И. – 7-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш.школа., 1981. – 606 с., ил.  

4.

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

5.

Росс Г., Росс Ч., Росс Д. Энтомология. - М., Мир, 1985. -572 с.

6.

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

Изображения (переработаны):
7.

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

8.

Догель В.А. Зоология беспозвоночных. /Под ред. проф. Полянского Ю. И. – 7-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш.школа., 1981. – 606 с., Иллюстрации из книги ©

9.

Bloody -nosed Beetle? Timarcha tenebricosa, by  gailhampshire, по лицензии CC BY

10.

Bloody-nosed beetle, by  Richard, по лицензии CC BY

11.

Centris fasciata, male, face_2012-06-25-15.02.40 ZS PMax, by  Sam Droege, по лицензии CC BY

12.

Firefly w/glow, by  terry priest, по лицензии CC BY-SA

13.

Locust, by  Roberto Verzo, по лицензии CC BY

14.

Look what i've found for lunch!, by  Tetsumo, по лицензии CC BY