Пищеварительная система насекомых

Пищеварительная система насекомых – это совокупность органов, отвечающих за переваривание пищи; она включает в себя кишечный канал и впадающие в него на разных уровнях железы.

Пищеварительная система насекомых - Кишечник насекомых
Кишечник насекомых


Строение кишечного канала

Кишечный канал состоит их трех основных отделов:

  • передняя кишка (стомодеум);
  • средняя кишка (мезентрон);
  • задняя кишка (проктодеум).[1] (фото)

Все три отдела кишечника имеют различное происхождение, поэтому их строение также отличается. Передняя и задняя кишка имеют хитиновую выстилку, а в средней кишке ее нет.

На протяжении кишечного канала имеются три клапана:

  • кардиальный – между передней и средней кишкой;
  • пилорический – между средней и задней кишкой;
  • ректальный – между отделами задней кишки.

Перед передней кишкой в кишечный канал выводят свои протоки слюнные железы. В области расположения ректального клапана располагаются органы выделения – мальпигиевы сосуды, которые открываются в заднюю кишку. Также там находятся ректальные железы.[3][1]

Пищеварительная система насекомых - Передняя кишка
Передняя кишка


Передняя кишка

Впереди передней кишки располагается глотка, имеющая мускулистые стенки. У ряда насекомых (например, вшей) она представлена глоточным насосом. Из глотки пища переходит в тонкую трубку – пищевод, который у некоторых затем впадает в расширенный отдел кишечного канала – зоб. У ряда таксонов на своем протяжении пищевод имеет выросты стенок – дивертикулы. Многие также имеют пищевой резервуар – мешок, соединенный с пищеводом посредством небольшого канала.[1]

Зоб, дивертикулы и пищевой резервуар служат образованиями, в которых происходит накопление пищи для ее обрабатывания ферментами. К примеру, пчелы собирают в зобу нектар с цветков, чтобы он преобразовался в мед, а хищники (некоторые жужелицы) удерживают здесь животную пищу, чтобы полноценно переварить сложные для усвоения белки. В перечисленных отделах не происходит всасывания, основная их функция заключается в проведении пищи к ниже лежащим структурам.[1]

Следующая, наиболее функциональная часть передней кишки носит название мышечный желудок (провентрикулус). Здесь расположены развитые кольцевые мышцы и имеются кутикулярные зубцы. Функция мышечного желудка – механическая: поступившие пищевые частицы измельчаются и растираются его стенками. Из выше лежащих отделов в провентрикулус поступают отдельные частицы пищи, которые «пережевываются» и отправляются ниже, через кардиальный клапан в среднюю кишку.[1] (фото)

Пищеварительная система насекомых - Перитрофическая мембрана
Перитрофическая мембрана


Средняя кишка

Кардиальный клапан вдается в среднюю кишку круговой складкой. Этот клапан, вероятнее всего, является препятствием для обратного тока пищи вверх по кишечному каналу. Впрочем, если это так, то его работа не совершенна, так как в принципе обратный заброс возможен.

Перитрофическая мембрана. У ряда насекомых кардиальный клапан участвует в образовании так называемой перитрофической мембраны, расположенной на внутренней поверхности средней кишки. Эта мембрана имеет сложное строение, состоит из сети микрофибрилл и белково-хитиновой пленки небольшой толщины. Через нее в обе стороны легко проходят вода и растворы минеральный солей, а крупные молекулы фильтруются ею только в одном направлении: усваиваясь стенкой кишечника после переваривания. В полость средней кишки через мембрану могут быть выделены ферменты.[1]

Перитрофическая мембрана может существовать в двух формах: обычной и зональной. Обычная мембрана выделяется всей поверхностью выстилки средней кишки и «отслаивается» от эпителия. Зональный тип мембраны отличается тем, что она выделяется небольшим, узким участком клеток кардиального клапана (это происходит у личинок двукрылых, некоторых взрослых мух, уховерток, термитов). (фото) Пища, измельченная в передней кишке, обволакивается перитрофической мембраной и переваривается, поступив в среднюю кишку. Затем питательные компоненты всасываются через стенку кишечника.[1]

Cредняя кишка, подобно тонкому кишечнику у животных, представлена трубкой, в переднем и заднем конце которой имеются слепые выросты («карманы»), увеличивающие площадь всасывания. Иногда она может образовывать петли и изгибы, а у представителей высших двукрылых она имеет вид плотной двойной спирали. Чем хуже усваиваются питательные вещества, тем длиннее средняя кишка, так как тем больше «сил» требуется для расщепления некоторых пищевых компонентов.

Средняя кишка выстлана столбчатыми клетками, среди которых рассеяны крипты, или регенеративные гнезда – участки, в которых находятся активно делящиеся клетки, обновляющие эпителий.[1][3]

Задняя кишка

В нижней части средней кишки расположен пилорический клапан, которым она отделена от задней кишки. Последняя разделяется на два отдела:

  • тонкая кишка;
  • прямая кишка.

Между ними располагается ректальный клапан. Задняя кишка, подобно передней, покрыта кутикулярной выстилкой, через которую проходят вода, минеральные соли и ряд органических соединений. Это значит, что она, не являясь основным местом усвоения питательных веществ, все же участвует в процессах всасывания (аналогично толстому кишечнику у животных и человека). Мышечные волокна стенки задней кишки представлены двумя видами: тонкие продольные и толстые кольцевые.[1]

В верхней части кишки, сразу за пилорическим клапаном, находятся места впадения в нее мальпигиевых сосудов. Ниже этого участка расположен сфинктер – мышечный жом, препятствующий возврату содержимого задней кишки в среднюю. Главная «задача» этого отдела заключается в формировании экскрементов, что достигается всасыванием жидкости.[1]

Выстилка задней кишки сформирована кубическим эпителием. В ее стенке обычно находятся 6-8 ректальных желез, всасывающих воду. Особенно сложное строение имеют они у Двукрылых, у которых они способны к ритмической пульсации. Некоторые червецы отличаются наличием ректальной ампулы – слепого выроста прямой кишки, которая срастается с передней кишкой в образование под названием фильтрационная камера.[1]

Пищеварительная система насекомых - Муравьи и тли
Муравьи и тли


Пищеварение у насекомых

Скорость переваривания пищи у насекомых сильно отличается даже у представителей близких групп. Так, у Американского таракана она составляет около 20 часов, у прусака – 3 часа.

У ряда равнокрылых, питающихся сладкими соками растений, кишечный канал устроен таким образом, что в его начале «балластные» углеводы всасываются и выделяются в конечную часть пищеварительного тракта. Это приводит к выделению жидких сладких экскрементов – так называемой пади, что наблюдается у тлей. Именно поэтому тли «дружат» с муравьями, которые используют падь как источник пищи.[1][3] (фото)

У некоторых насекомых задняя кишка имеет дополнительные функции: например, она является местом обитания симбионтов: бактерий, грибов, простейших, которые участвуют в выработке ферментов, витаминов, аминокислот, стеролов и др.[1][2]

У многих зимующих насекомых, а также паразитических перепончатокрылых экскременты постепенно накапливаются в задней кишке перед зимовкой, а опорожнение пищеварительного канала происходит лишь весной.[1]

Близкие статьи

 

Ссылки

Раздел: Cтроение насекомых

Темы:

Оставьте свой отзыв:

Составитель:

 

Страница внесена:

Последнее обновление: 13.03.14 01:43

Статья составлена с использованием следующих материалов:

Литературные источники:
1.

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

2.

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

3.

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

Изображения (переработаны):
4.

Захваткин Ю.А. Курс общей энтомологии. – Москва, «Колос», 2001 - 376 с., Иллюстрации из книги. ©

5.

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

6.

Walnut Aphids, by  Geert Orye, по лицензии CC BY